نظام إدارة قواعد البيانات
ماهي قواعد البيانات؟
قاعدة البيانات أشبه بمستودع ضخم، لتخزين مجموعة من البيانات المنطقية والمترابطة مع بعضها البعض بطريقة منتظمة ومستمرة، ما يُسهل من عملية استرجاع هذه البيانات والتعديل عليها وتحديثها فيما بعد، وهنالك محددات لا بد من توفرها في مجموعة البيانات المترابطة كي نستطيع أن نُطلق عليها قاعدة بيانات:
- أن تكون هذه البيانات مترابطة مع بعضها البعض بطريقة منطقية.
- وجود حاجة ملموسة لتصميم قاعدة البيانات، أي أن يكون هناك استفادة مترتبة على تجميع هذه البيانات مع بعضها البعض.
- أن تصف هذه البيانات مجالًا معينًا في حياتنا.
ويمكن أن يختلف حجم وتعقيد قاعدة البيانات بناءً على الحاجة التي أدت لتصميمها. فيمكن أن تحتوي على جدول أو أكثر من جدول بينهم روابط محددة.
خصائص قواعد البيانات
يحتوي نظام قواعد البيانات على العديد من الخصائص، نذكر منها:
1. المحافظة على البيانات ومنع فقدانها أو التلاعب بها
ستفقد قاعدة البيانات كافة مزاياها الأخرى إن لم تستطع المحافظة على سرية وأمان البيانات الموجودة، لذلك يجب على نظام إدارة قواعد البيانات توفير درجة أمان عالية منعًا للتلاعب في البيانات أو السرقة أو الوصول غير المصرح به لتلك البيانات.
2. منع تسجيل نفس البيانات أكثر من مرة
من خصائص نظام إدارة قواعد البيانات هو منع حدوث عملية التكرار، ويحدث ذلك من خلال تخزين البيانات في ملف واحد وفقًا لتصنيفات محددة، وحذف البيانات الزائدة عن الحاجة.
3. إمكانية تحديثها والتعديل عليها بكل سهولة
تقدم هذه الخاصية القدرة العالية على تصحيح البيانات الخاطئة فى قاعدة البيانات بسرعة كبيرة، كما تساعد في التحديث المستمر للبيانات، ويحتوي النظام على أنظمة فرعية للتحكم في التزامن، إذ تضمن بقاء البيانات متسقةً وصالحة في أثناء معالجتها حتى وإن قام بذلك عدد من المستخدِمين.
4. تُتيح لأكثر من مستخدم الوصول إلى البيانات في نفس الوقت
تُساعد نظم إدارة قواعد البيانات على تلبية احتياجات المستخدمين المختلفة، وتُمكّنهم من الوصول المتزامن لقاعدة البيانات بالشكل الذى يُفيدهم فى دعم واتخاذ قراراتهم.
5. استقلالية قواعد البيانات عن باقي البرامج التطبيقية
طبقًا لهذه الخاصية، تُخزن البيانات فى نطاق قاعدة بصفة مستقلة عن البرامج التطبيقة الأخرى، بحيث لا تتأثر هذه البرامج عند إجراء أي تغييرات على البيانات.
تعريف نظام إدارة قواعد البيانات
نظام إدارة قواعد البيانات عبارة عن برنامج سهل الإستخدام يتيح للمستخدمين إدارة قواعد البيانات بدون الحاجة لكتابة أوامر حيث يقوم المستخدم بتحديد الخيارات (Options) و المهام (Actions) التي يريدها من واجهة البرنامج. و من بعدها يقوم البرنامج بتحويل ما قام به المستخدم لأوامر SQL و ينفذها في قاعدة البيانات.
المهام التي يمكنك فعلها بواسطة نظام إدارة قواعد البيانات ممكن أن تكون إنشاء قاعدة بيانات، إنشاء جدول، تحديث جدول، إضافة سجل في الجدول و جميع المهام الأخرى التي يمكن للمستخدم فعلها بواسطة أوامر SQL.
نظام إدارة قواعد البيانات يتيح لأكثر من مستخدم أن يتعامل مع قاعدة البيانات بشكل آمن و بدون أن يحدث تضارب في الأوامر التي يرسلها المستخدمين في ذات الوقت.
يدير نظام إدارة قواعد البيانات ثلاثة أقسام رئيسية بشكلٍ متوازي، وهي البيانات نفسها، ومخطط قاعدة البيانات الذي يصف قاعدة البيانات بشكلٍ رسومي تمهيدًا لبنائها على شكل جداول باستخدام النظام. بالإضافة إلى محرك قاعدة البيانات وهو المكون الأساسي للبرنامج، والذي يستخدمه النظام في إنشاء وتعديل وقراءة وحذف البيانات من القاعدة.
الهدف الأساسي لنظام إدارة قواعد البيانات هو تسهيل الوصول للمعلومات وتخزينها واسترجاعها ومعالجتها على سبيل المثال يُستخدم نظام إدارة قواعد البيانات من قِبل الإدارة العليا في المؤسسات، للوصول إلى كافة البيانات التي يحتاجونها عن الموظفين من معلومات شخصية ومهنية وسلم الرواتب.. وغيره الكثير.
تاريخ نظام إدارة قواعد البيانات
في أوائل ستينات القرن الماضي أنشئ العالم تشارلز باتشمان أول نظام DBMS بعد فترة قصيرة أنتجت شركة المؤسسة الدولية للحاسبات الآلية IBM، نظام إدارة المعلومات IMS، وهو نظام هرمي صُمم خصيصًا لأجهزة IBM المركزية والتي ما زالت تستخدم إلى يومنا هذا في الكثير من المؤسسات الضخمة، ومع مرور الوقت تطورت أنظمة إدارة قواعد البيانات.
مزايا أنظمة إدارة قواعد البيانات
هناك عدّة مزايا هامة لأنظمة إدارة قواعد البيانات DBMS، وهي:
السرعة في معالجة البيانات
توفر أنظمة إدارة قواعد البيانات سرعة كبيرة في معالجة البيانات وتخزينها بغض النظر عن حجم وكمية تلك البيانات، كما تعمل على ترابط البيانات و تناسقها ومنع تكرارها.
المحافظة على البيانات
تُخزن البيانات وتسهل معالجتها واستعادتها بكل سهولة، بالإضافة إلى منع أي محاولة وصول غير مصرح بها، كما تمنح صلاحيات مختلفة للمستخدمين حسب الحاجة لذلك.
النسخ الاحتياطي
النسخ الاحتياطي للبيانات من أهم المزايا التي توفرها أنظمة إدارة قواعد البيانات، فلن تضيع أي بيانات في حالة حدوث خلل أو عُطل مفاجئ في النظام.
تقديم التقارير
تساعد أنظمة قواعد البيانات الإدارة في تحليل وتقييم سير العمل، مما يساهم في دراسة نقاط القوة والضعف في عمل المؤسسة لتتمكن من تطوير أدائها، وبالتالي فإن أهميتها تكمن بمعالجة وتخزين مجموعة هائلة من بيانات المستخدمين بكل سهولة في مكانٍ واحد.
عيوب أنظمة إدارة قواعد البيانات
على الرغم من وجود مزايا عدّة لنظم إدارة قواعد البيانات، إلا أنه لا يخلو أي نظام من بعض العيوب، ومن أبرز محددات وعيوب أنظمة إدارة قواعد البيانات:
التكلفة العالية
قد لا يدفع الأفراد والمؤسسات الصغيرة أي تكاليف عند استخدام نظم قواعد البيانات. ولكن الأمر يختلف بالنسبة للمؤسسات الضخمة التي تمتلك كمية هائلة من البيانات. فهي بحاجة إلى نظام قوي بمساحة كبيرة وأمان عالي لحفظ وتخزين تلك البيانات.
الصيانة المستمرة
في حالة تعطل نظام قواعد البيانات لن يستطيع أي مستخدم الوصول إلى البيانات والاستفادة منها. لذلك يحتاج النظام لعملية صيانة دورية ومستمرة لمنع توقفه.
الحاجة إلى عدد من الموظفين المدربين
يحتاج النظام إلى عدد من الموظفين مثل: مبرمج نظم، ومدير قاعدة بيانات، ومصمم ومحلل نظم. بالإضافة إلى وجود كفاءة ومهارة ممتازة لهؤلاء الموظفين، لضمان استمرار النظام على العمل بالشكل المطلوب.
أنواع أنظمة إدارة قواعد البيانات
يوجد الكثير من نظم قواعد البيانات والبرمجيات الخاصة بها، ويختلف استخدام كل منها باختلاف نوع وحجم وتوزيع البيانات التي ستُحفظ بداخلها، فنظام إدارة قاعدة البيانات المستخدم للبيانات صغيرة الحجم يختلف عن تلك المستخدمة في المؤسسات والشركات الضخمة، وهناك نوعان أساسيان من نظم قواعد البيانات وهما:
- نظم مخصصة للأنظمة والبيانات الصغيرة: تعمل على الأجهزة والحواسيب الشخصية والبسيطة وتستخدم في المؤسسات صغيرة الحجم، مثل برنامج مايكروسوفت أكسس Microsoft Access.
- نظم مخصصة للأنظمة والبيانات كبيرة الحجم: تعمل على الخوادم والحواسيب العملاقة وتستخدم في المؤسسات كبيرة الحجم، مثل برنامج أوراكل Oracle.
هناك عدّة تصنيفات أخرى لنظم قواعد البيانات، مثل التصنيف حسب الموقع الجغرافي للنظام، والذي ينقسم إلى:
نظام قواعد البيانات المركزية
هذا النوع من قواعد البيانات تُخزن البيانات وتُحفظ في مكان واحد يُطلق عليه نظام إدارة قواعد البيانات المركزي. وهو الأسلوب المتبع لتخزين البيانات في المؤسسات الضخمة والكبيرة.
نظام قواعد البيانات الموزعة
هي قاعدة بيانات يتم فيها حفظ وتخزين البيانات في أجهزة تخزين غير موجودة في موقع واحد. ولكن يتم إدارة قواعد البيانات الموزعة باستخدام أنظمة إدارة قواعد البيانات المركزية DBMS.
مكونات نظام إدارة قواعدة البيانات
- محرك تخزين (Storage Engine) و هو المسؤول عن الطريقة التي سيتم فيها ترميز و تخزين البيانات في قاعدة البيانات.
- محرك تحسين (Optimization Engine) و الذي يتيح للمستخدم معرفة كيف تتنفذ الإستعلام و المدة التي تستغرقها لتتنفذ مما يجعل المستخدم قادر على إجراء تعديلات لتحسين الأداء بناءاً على هذه المعطيات.
- لغة إستعلامات (Query Language) و هي الأوامر التي يمكنك من خلالها التعامل مع قاعدة البيانات.
- معالج الإستعلامات (Query Processor) و هو بمثابة وسيط بين المستخدم و قاعدة البيانات . حيث يقوم بترجمة الإستعلامات التي ترسلها له إلى الأوامر التي ستتنفذ في قاعدة البيانات.
- كتالوج البيانات الوصفية (Metadata catalog) و هو بمثابة مكان تحدد فيه صلاحيات المستخدمين. و بالطبع أي إستعلام يتم من خلال مستخدم معين يجب أن يكون المستخدم يملك الصلاحيات الازمة حتى يسمح له بتنفيذ الإستعلام.
- مدير السجلات (Log Manager) و هو يقوم بتسجيل كل حركة تجري في قاعدة البيانات كدخول المستخدمين. الإستعلامات التي قاموا بتفيذها، الإستعلامات التي لم يسمح لهم بتنفيذها إلخ.. لضمان أن يكون هناك إمكانية لمراجعة أي خطأ أو مشكلة تحدث.
- أدوات الإبلاغ و الرصد (Reporting and Monitoring) التي يمكن من خلاله مراقبة الأداء و الحصول على تقرارير بذلك.
- مرافق البيانات (Data Utilites) فمثلاً معظم قواعد البيانات تتضمن سلامة البيانات، إمكانية تصدير قاعدة البيانات. إمكانية استرجاع قاعدة البيانات، التأكد من صحة البيانات و مطابقتها إلخ..
لغات نظم إدارة قواعد البيانات
منذ أن نشأت قواعد البيانات ومرورًا بالتطور المستمر الذي طرأ عليها، تغيرت طرق التعامل مع هذه البيانات من مكان لأخر. فقد ظهرت طرق مختلفة ومتعددة، مما أدى لظهور حاجة لتوحيد طرق التعامل معها بلغات وقواعد محددة وفقًا لمعايير واضحة للجميع. وإليك أهم أنواع لغات أنظمة إدارة قواعد البيانات DBMS:
- تعريف البيانات DDL: هذه اللغة تستخدم من قِبل مسؤول ومحلل قواعد البيانات. ودورها حفظ المعلومات والبيانات التي تخُص المخطط الهيكلي Schema لقواعد البيانات، والذي يحتوي على الجداول والفهارس والأعمدة وغيرها.
- التحكم في البيانات DML: هي مجموعة من الأوامر التي تُساعد المستخدم في استرجاع البيانات التي حُفظت من قبل.
- لغة التحكم في البيانات DCL: تُستخدم لمنح وإلغاء الصلاحيات عن المستخدمين.
- التحكم في المعاملات TCL: تُساهم في معالجة التعديلات التي تقوم بها لغة التحكم في البيانات DML.
أشهر أنظمة إدارة قواعد البيانات
توجد العديد من أنظمة إدارة قواعد البيانات، نذكر لك أهمها:
قاعدة بيانات أوراكل
قاعدة البيانات أوراكل Oracle Database أول قاعدة بيانات مصممة للحوسبة الشبكية للمؤسسات وأُنتجت بوساطة شركة أوراكل، لأنها توفر المرونة الكبيرة من حيث التكلفة لإدارة المعلومات والتطبيقات. وتتميز قاعدة بيانات أوراكل بالمتانة العالية والدعم الفني الكبير لجميع أنحاء العالم وقوة الأمان الموجودة في النظام المستخدم.
MySQL
هو نظام مفتوح المصدر لإدارة قواعد البيانات العلائقية. وتبنى فكرة العلائقية على تخزين البيانات في جداول منفصلة بدلاً من وضعها في مخزن واحد كبير. ويعتبر النظام المفضل لمطوري الويب ومنصات التجارة الإلكترونية، ومن الأمثلة على أشهر المواقع التي تستخدم هذا النظام تويتر، ووردبريس، ويوتيوب.
أمثلة تطبيقية على نظم إدارة قواعد البيانات
تختلف نظم قواعد البيانات باختلاف الغرض المصممة من أجله. على سبيل المثال النظام المستخدم في إدارة المخزون يختلف عن ذلك النظام المتعلق ببيانات المرضى. ومن الأمثلة الهامة على نظم إدارة قواعد البيانات هو النظام المستخدم لتسجيل بيانات الموظفين. ويتكون من عدّة جداول وحقول مثل: اسم الموظف، الرقم التعريفي للموظف، نوع وظيفة الموظف، تاريخ التعيين، الراتب، عدد أفراد الأسرة. والبيانات الأخرى ذات العلاقة.
ومن الأمثلة التطبيقية الأخرى على نظام إدارة قواعد البيانات هي الأنظمة البنكية. والتي تدير ملايين الحسابات البنكية للعملاء دون حدوث أخطاء أو تداخل للبيانات، فلكل مستخدم حساب بنكي برقم تسلسلي خاص به. فلا يمكن أن تتشابه أرقام المستخدمين مع بعضها البعض.
البيانات الموجودة في كل نظام تُخزن في جهاز الحاسوب بشكلٍ منظم ومنسق، ليسهُل التعامل معها، والاستفادة منها عند الحاجة.
تُعدّ أنظمة إدارة قواعد البيانات أمرًا هامًا للغاية لأي مؤسسة أو مشروع وخطوة أساسية لتحقيق أفضل كفاءة في استخدام البيانات وتخزينها، لذلك ننصحُك بتوظيف مبرمج محترف من خلال منصة مستقل لمساعدتك في إنشاء قاعدة بيانات قوية ومرنة تُناسب احتياجاتك.
