في هذه المقالة، سنشرح ما هو نظام إدارة قواعد البيانات، ومكوناته ووظائفه، وأهميته وكيفية إدارته لقواعد البيانات. بالإضافة إلى ذلك، سنقدم لك قائمة بأنظمة إدارة قواعد البيانات الشائعة. لنبدأ.
ما هو نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)؟
نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) هو برنامج يسمح للمستخدمين بإنشاء قواعد البيانات وإدارتها والتفاعل معها]2. وهو يوفر طريقة منظمة لتخزين البيانات واسترجاعها ومعالجتها بكفاءة، مما يضمن بقاء البيانات منظمة ويمكن الوصول إليها وآمنة. وباستخدام نظام إدارة قواعد البيانات، يمكن للمستخدمين إجراء عمليات مختلفة مثل إضافة البيانات وتحديثها وحذفها والاستعلام عنها غالبًا دون الحاجة إلى معرفة التعقيدات الأساسية لتخزين البيانات.
الوظائف الرئيسية لنظام إدارة قواعد البيانات
تشمل الوظائف الرئيسية لنظام إدارة قواعد البيانات العديد من الجوانب المهمة في إدارة البيانات. أولاً، يوفر نظام إدارة قواعد البيانات إطارًا منظمًا لتخزين البيانات، مما يضمن تخزين المعلومات بشكل منهجي لسهولة الوصول إليها. في قواعد البيانات العلائقية، على سبيل المثال، يتم تنظيم البيانات في جداول، مما يجعل تحديد موقعها وإدارتها أمرًا سهلاً.
ثانيًا، يسهل نظام إدارة قواعد البيانات [استرجاع البيانات]]4 بكفاءة، مما يتيح للمستخدمين إجراء عمليات بحث واستعلامات سريعة باستخدام لغات مثل SQL (لغة الاستعلام الهيكلية). بالإضافة إلى ذلك، فهو يدعم معالجة البيانات، مما يسمح للمستخدمين بإضافة أو تحديث أو حذف السجلات حسب الحاجة، مما يجعل إدارة البيانات قابلة للتكيف بدرجة كبيرة.
وظيفة أساسية أخرى لنظام إدارة قواعد البيانات هي أمان البيانات والتحكم في الوصول. فهو يساعد في حماية المعلومات الحساسة من خلال إدارة أذونات المستخدم ومنع الوصول غير المصرح به. علاوة على ذلك، يحافظ نظام إدارة قواعد البيانات على سلامة البيانات من خلال فرض القواعد التي تحافظ على دقة البيانات وتناسقها، والحفاظ على المعلومات الموثوقة عبر قاعدة البيانات.
أخيرًا، يدعم نظام إدارة قواعد البيانات النسخ الاحتياطي للبيانات واستردادها، مما يضمن إمكانية استعادة البيانات في حالة الفقدان غير المتوقع أو فشل النظام. تجعل هذه الوظائف نظام إدارة قواعد البيانات حلاً شاملاً لإدارة البيانات بكفاءة وأمان.
هناك أنواع مختلفة من أنظمة إدارة قواعد البيانات على سبيل المثال
نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS): يتعامل نظام إدارة قواعد البيانات هذا مع قواعد البيانات العلائقية. ينظم البيانات في شكل جداول وعلاقاتها. أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية البارزة هي MySQL وPostgreSQL وOracle.
نظام إدارة قواعد البيانات NoSQL: NoSQL تعني “ليس SQL فقط”. NoSQL تتعامل أنظمة إدارة قواعد البيانات مع البيانات غير الجدولية. وتتمتع أنظمة إدارة قواعد البيانات هذه بمرونة أكبر في التعامل مع كميات كبيرة من البيانات غير المنظمة، مثل MongoDB وCassandra.
أنظمة إدارة قواعد البيانات الهرمية والشبكية: تخزن أنظمة إدارة قواعد البيانات هذه البيانات في هياكل تشبه الشجرة أو الرسوم البيانية.
ماذا تفعل أنظمة إدارة قواعد البيانات؟
قد تتساءل عما تفعله أنظمة إدارة قواعد البيانات وما هي وظائفها. في وقت سابق، ناقشنا بإيجاز الوظائف الرئيسية لأنظمة إدارة قواعد البيانات. وسنلقي الآن المزيد من الضوء عليها. نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) مسؤول عن إدارة وتنظيم البيانات بطريقة منظمة، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل مع قواعد البيانات بكفاءة. فيما يلي الوظائف الشائعة التي تؤديها أنظمة إدارة قواعد البيانات:
مهام الإدارة. تدعم أنظمة إدارة قواعد البيانات العديد من مهام الإدارة. تتضمن هذه المهام إدارة وصول المستخدم والأمان، والنسخ الاحتياطي والاسترداد، ومراقبة الأداء وضبطه، وسلامة البيانات وتناسقها، وإدارة التغيير، وإدارة المعاملات، والتراجعات التلقائية وإعادة التشغيل، والتسجيل والتدقيق، والتحكم في التزامن.
تخزين البيانات وتنظيمها واسترجاعها ومعالجتها. يخزن نظام إدارة قواعد البيانات البيانات بطريقة منظمة، عادةً في جداول، مما يسهل استردادها وإدارتها. يتم تخزين البيانات بطريقة تدعم سهولة الوصول والتعديل والحذف. يسمح للمستخدمين باسترجاع البيانات باستخدام الاستعلامات. بالنسبة لقواعد البيانات العلائقية، يعني هذا عادةً استخدام SQL (لغة الاستعلامات المنظمة) لطلب معلومات محددة من قاعدة البيانات. يتيح نظام إدارة قواعد البيانات للمستخدمين إدراج البيانات أو تحديثها أو حذفها. يوفر أدوات لتعديل السجلات في قاعدة البيانات، مما يضمن تحديث البيانات ودقتها.
أمان البيانات وسلامتها. يوفر نظام إدارة قواعد البيانات ميزات أمان مثل مصادقة المستخدم والتحكم في الوصول، مما يضمن أن المستخدمين المصرح لهم فقط يمكنهم تنفيذ إجراءات معينة (مثل عرض أو تعديل البيانات الحساسة). ويمكنه أيضًا تشفير البيانات لحمايتها من الوصول غير المصرح به. ويفرض سلامة البيانات من خلال تطبيق القواعد، مثل التأكد من أن جميع البيانات المدخلة في قاعدة البيانات صالحة (على سبيل المثال، الأرقام حيث يجب أن تكون الأرقام، وعدم وجود حقول مفقودة، وما إلى ذلك). ويشمل ذلك الحفاظ على العلاقات بين الجداول (في نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية) وضمان اتساق البيانات.
التحكم في التزامن. يضمن نظام إدارة قواعد البيانات أن يتمكن مستخدمون متعددون من التفاعل مع قاعدة البيانات في نفس الوقت دون التسبب في تعارضات أو تلف البيانات، باستخدام آليات مثل القفل وإدارة المعاملات.
النسخ الاحتياطي والاسترداد. غالبًا ما يحتوي نظام إدارة قواعد البيانات على ميزات النسخ الاحتياطي والاسترداد لحماية البيانات في حالة فشل الأجهزة أو الخطأ البشري أو الكوارث الأخرى. ويساعد في استعادة قاعدة البيانات إلى حالة متسقة سابقة بعد حدوث مشكلة.
إدارة المعاملات. يدعم المعاملات، وهي مجموعات من العمليات التي يتم التعامل معها كوحدة واحدة. إذا فشل أي جزء من المعاملة، يتم إرجاع المعاملة بالكامل لضمان بقاء قاعدة البيانات في حالة متسقة (غالبًا باستخدام خصائص ACID: الذرية والاتساق والعزلة والمتانة).
ما هي مكونات نظام إدارة قواعد البيانات؟
عند الحديث عن نظام إدارة قواعد البيانات، يتبادر إلى الذهن سؤال ما هي المكونات التي يحتوي عليها نظام إدارة قواعد البيانات وكيف يعمل؟ يتكون نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) من عدة مكونات رئيسية تعمل معًا لإدارة البيانات والتفاعل معها. المكونات الرئيسية هي:
محرك قاعدة البيانات. المكون الأساسي الذي يدير تخزين البيانات واسترجاعها ومعالجتها. ويضمن تنظيم البيانات وتخزينها وإتاحتها بكفاءة.
مخطط قاعدة البيانات. الهيكل الذي يحدد تنظيم قاعدة البيانات، بما في ذلك الجداول والعروض والعلاقات والفهرس والقيود. ويوفر مخططًا لكيفية تنظيم البيانات والوصول إليها.
معالج الاستعلامات. مسؤول عن تفسير وتنفيذ استعلامات قاعدة البيانات (غالبًا ما تكون مكتوبة بلغة SQL). ويترجم الاستعلامات عالية المستوى إلى عمليات منخفضة المستوى لاسترداد البيانات أو تعديلها بكفاءة.
مدير قاعدة البيانات. يدير التشغيل العام لنظام إدارة قواعد البيانات، بما في ذلك المهام مثل إدارة المعاملات، التحكم في التزامن، وإنفاذ سلامة قاعدة البيانات.
مدير المعاملات. يضمن تنفيذ معاملات قاعدة البيانات بشكل موثوق واتباع خصائص ACID (الذرية، والاتساق، والعزل، والمتانة). وينسق عمليات التراجع والالتزامات لضمان اتساق البيانات.
مدير التخزين. يدير التخزين المادي للبيانات على القرص، بما في ذلك كيفية تخزين البيانات وفهرستها واسترجاعها. ويضمن تخزين البيانات بكفاءة ويسمح بالوصول السريع.
مدير الأمان والتفويض. يتعامل مع مصادقة المستخدم والتحكم في الوصول، مما يضمن أن المستخدمين المصرح لهم فقط يمكنهم إجراء عمليات محددة على قاعدة البيانات.
مدير النسخ الاحتياطي والاسترداد. يدير عمليات النسخ الاحتياطي للحماية من فقدان البيانات وتمكين استرداد قاعدة البيانات إلى حالة متسقة في حالة الفشل.
ما هي أنواع أنظمة إدارة قواعد البيانات؟
الآن، سنخبرك بإيجاز عن بعض أنواع أنظمة إدارة قواعد البيانات. هناك عدة أنواع من أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS)، كل منها مصمم لتلبية احتياجات محددة. الأنواع الرئيسية هي:
نظام إدارة قواعد البيانات الهرمي. ينظم البيانات في بنية تشبه الشجرة مع علاقات الوالد والطفل. يتم تخزين البيانات في سجلات متصلة من خلال الروابط. مثال: نظام إدارة المعلومات (IMS) من IBM.
نظام إدارة قواعد البيانات الشبكي. يشبه النموذج الهرمي، لكنه يسمح بعلاقات أكثر تعقيدًا مع روابط متعددة بين الوالد والطفل، مما يشكل بنية تشبه الرسم البياني. مثال: مخزن البيانات المتكامل (IDS).
نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS). ينظم البيانات في جداول (علاقات) مع صفوف وأعمدة، مما يسمح بإجراء استعلامات وعلاقات معقدة من خلال المفاتيح. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من أنظمة إدارة قواعد البيانات. الأمثلة: MySQL، PostgreSQL، Oracle، Microsoft SQL Server.
نظام إدارة قواعد البيانات الموجهة للكائنات (OODBMS). يخزن البيانات ككائنات، على غرار طريقة عمل البرمجة الموجهة للكائنات. ويدمج قدرات قاعدة البيانات مع لغات البرمجة الموجهة للكائنات. مثال: db4o، ObjectDB.
نظام إدارة قواعد البيانات NoSQL. مصمم للتعامل مع كميات كبيرة من البيانات غير المنظمة أو شبه المنظمة أو التي لا تتناسب جيدًا مع الجداول. وهو قابل للتطوير ومرن للغاية. أمثلة: MongoDB، Cassandra، Redis.
نظام إدارة قواعد البيانات NewSQL. إصدار حديث من نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية مصمم لتوفير قابلية التوسع والمرونة لأنظمة NoSQL مع الحفاظ على البنية العلائقية التقليدية. مثال: Google Spanner، CockroachDB.
ما هي أنظمة إدارة قواعد البيانات الشائعة؟
فيما يلي 10 أمثلة لبرامج إدارة قواعد البيانات الشائعة من أنظمة إدارة قواعد البيانات المختلفة.
- قاعدة بيانات Oracle
- MySQL
- Microsoft SQL Server
- PostgreSQL
- SQLite
- MongoDB
- IBM Db2
- MariaDB
- Cassandra
- Amazon Aurora
ما هي تطبيقات أنظمة إدارة قواعد البيانات؟
تتمتع أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) بتطبيقات واسعة النطاق في مختلف الصناعات والمجالات. وفيما يلي بعض المجالات الرئيسية التي يتم فيها استخدام أنظمة إدارة قواعد البيانات:
الخدمات المصرفية والمالية: إدارة حسابات العملاء والمعاملات والقروض والبيانات المالية.
الرعاية الصحية: تخزين سجلات المرضى والتاريخ الطبي والمواعيد وبيانات البحث.
التجارة الإلكترونية: التعامل مع كتالوجات المنتجات ومعلومات العملاء والطلبات والمخزون.
وسائل التواصل الاجتماعي: إدارة ملفات تعريف المستخدمين والمشاركات والاتصالات والتفاعلات.
التجزئة: تتبع المبيعات والمخزون وتفضيلات العملاء وبرامج الولاء.
التعليم: تخزين سجلات الطلاب ومعلومات الدورة والدرجات والبيانات الإدارية.
الحكومة: الاحتفاظ بسجلات المواطنين والمعلومات الضريبية والوثائق القانونية.
البحث العلمي: تنظيم البيانات التجريبية ونتائج الأبحاث والمنشورات العلمية.
التصنيع: إدارة جداول الإنتاج والمخزون ولوجستيات سلسلة التوريد.
هذه مجرد أمثلة قليلة للتطبيقات العديدة لـ DBMS. في الأساس، يمكن لأي منظمة أو فرد يحتاج إلى تخزين وإدارة واسترجاع كميات كبيرة من البيانات بكفاءة الاستفادة من استخدام DBMS.
الخاتمة
في هذه المقالة، ناقشنا DBMS ووظائفه الرئيسية ومكوناته وأخيرًا أنواعه. نأمل أن تجد بعد قراءة هذا المقال إجابات للعديد من أسئلتك المتعلقة بأنظمة إدارة قواعد البيانات. إذا كانت لديك أي أسئلة محددة لم يتم تناولها، فلا تتردد في طرحها في منتدانا. استمر في القراءة وابقَ على اتصال.