تلعب قواعد البيانات دورا أساسيا في إدارة موارد البيانات في المؤسسات، حيث تسمح بتخزين المعلومات بشكل منظم يتيح استرجاعها بالسرعة والسلاسة المطلوبة لخدمة أغراض المؤسسة.
وسنتناول في هذا المقال نشأة قواعد البيانات ومفهومها ومكوناتها الأساسية، كما سنتناول الأنواع الأساسية لهياكل قواعد البيانات، وفي الأخير نتطرق لنظام إدارة قاعدة البيانات.
نشأة قواعد البيانات
مع التوسع الكبير لأنشطة المؤسسات وزيادة حجم معاملاتها وتعدد أطراف المصالح، زاد حجم البيانات في المؤسسات وأصبح من الصعب عليها التعامل مع ذلك الكم الهائل منها بالطرق اليدوية التقليدية، وبظهور الحواسيب في الخمسينات من القرن الماضي ظهرت نظم الملفات التقليدية لإدارة موارد البيانات بطريقة آلية، حيث سهلت الاستخدام وقللت الوقت اللازم للوصول إلى البيانات والمعلومات المطلوبة.
ورغم ما حققته نظم الملفات التقليدية من مزايا حينها، فإنها عجزت عن مواجهة مشاكل كثيرة في العمل، وبالتالي ظهرت تقنية قواعد البيانات لتحل المشاكل الموجودة في نظام الملفات التقليدية بحيث أصبحت تحقق الكفاءة والسرعة المطلوبة في استخدام البيانات والوصول إليها.
مفهوم قاعدة البيانات
- يمكن تعريف قاعدة البيانات بأنها “مجموعة متكاملة من الملفات تحوي عناصر بيانية مرتبطة“.
- ويعرف “Laudon and Laudon” قاعدة البيانات على أنها “عبارة عن تجميع للبيانات في مؤسسة لخدمة العديد من التطبيقات في وقت واحد من خلال تخزين البيانات وإدارتها، ومن ثم فإنها تظهر في مكان أو موقع واحد“.
أنواع هياكل قاعدة البيانات
يوجد عدة أنماط لهياكل قاعدة البيانات، نذكر من بينها مايلي:
- قاعدة البيانات الهرمية (هيكل هرمي): ظهرت قواعد البيانات الهرمية مع نظم الحواسيب الكبيرة، وقد صممت هياكلها من علاقات بين السجلات التي تشكل هيكل شجري مقلوب ومستويات هرمية تبدأ من قمة هرم البيانات وهو الجذر وتنتهي بعناصر البيانات الأخرى، لذا تعبر هذه التركيبة عن نمط علاقات بين السجلات واحد إلى الكثرة (One to Many).
- قاعدة البيانات الشبكية (هيكل شبكي): يتم في هذا النوع تخزين البيانات في صورة سلاسل مترابطة من البيانات، وبالتالي يمثل هذا الهيكل علاقات منطقية أكثر تعقيدا للبيانات، وهي تعبر عن نمط علاقات الكثرة إلى الكثرة (Many to Many) بين السجلات.
- قاعدة البيانات العلائقية (الهيكل العلائقي): هي من أكثر أنماط قواعد البيانات استخداما وانتشارا خاصة بعد ظهور حزم نظم إدارة قواعد البيانات مع نظم الحواسيب الشخصية، وهي تتكون من جداول (ملفات) وتسمى علاقات، ويتكون كل جدول من أعمدة تمثل الحقول، وصفوف تمثل السجلات ويتم ربط الجداول من خلال الحقول المفتاحية.
- قاعدة البيانات متعددة الأبعاد (الهيكل متعدد الأبعاد): هو نموذج مشتق من النموذج العلائقي، ويستخدم هياكل متعددة الأبعاد لتنظيم وتصنيف البيانات والعلاقات الموجودة ضمنها والتبصير (Visualisation)، ويفيد هذا النموذج في تطبيقات تكنولوجيا مستودعات البيانات، التنقيب عن البيانات، والمعالجة التحليلية الفورية (OLAP).
نظام إدارة قاعدة البيانات
تدار قاعدة البيانات باستخدام نظام يدعى نظام إدارة قاعدة البيانات، ويعرف بأنه “برنامج يقوم بإدارة وتنفيذ أنشطة تكوين قاعدة البيانات، تخزين البيانات، معالجة البيانات، استرجاع البيانات، وتحديث البيانات في قاعدة البيانات لتلبية احتياجات المستفيدين“.
ويعمل نظام إدارة قاعدة البيانات عمل التنسيق بين برامج التطبيق وملفات البيانات، فعندما تستدعي بيانات معينة من قبل برامج التطبيق، يقوم نظام إدارة قاعدة البيانات بإيجاد البيانات المطلوبة في قاعدة البيانات، ويعرضها على برنامج التطبيق، وذلك خلافًا لنظام الملفات التقليدية أين يتوجب على المبرمج تحديد شكل وحجم البيانات المطلوبة لكل برنامج، وموقعها في الحاسوب.
ويتكون نظام إدارة قاعدة البيانات من ثلاثة مركبات أساسية تتمثل في كل من لغة تعريف البيانات، لغة معالجة البيانات، وقاموس البيانات.
مزايا استخدام إدارة قواعد البيانات
ويحقق استخدام نظم إدارة قواعد البيانات عدة مزايا يمكن سردها في النقاط التالية:
- عدم التكرار في البيانات: ويقصد بالتكرار هنا وجود نفس المعلومة في أكثر من ملف وهو ما يؤدي إلى حدوث مشاكل كثيرة لاحقًا، فقواعد البيانات تصمم بحيث لا يظهر تكرار البيانات مما يؤدي إلى زيادة سرعة المعالجة وتوفير مساحة تخزينية إضافية.
- عزل البيانات عن البرامج: أي عدم الاعتمادية، حيث يعتمد البرنامج في نظم الملفات التقليدية اعتمادا كبيرا على صيغ الملفات وأشكالها، وتؤدي هذه الاعتمادية إلى صعوبة التحديث المستقبلي للبيانات بشرط تعديل البرنامج، بينما قواعد البيانات فبرامجها مستقلة عن البيانات وبالتالي فإن هناك مرونة عالية لإجراء التعديلات مستقبلاً.
- تناسق البيانات وترابطها: نتيجة عدم وجود علاقات بين الملفات في نظم الملفات التقليدية فقد تظهر مشكلة عدم التناسق بين البيانات في الملفات المختلفة المكونة للنظام، وبالتالي يكون هناك عدة نسخ من هذه البيانات في عدة ملفات، بينما في قواعد البيانات، ونتيجة لوجود العلاقات بين الجداول فلا وجود إلا لبيانات متوافقة ومتناسقة ومترابطة مع بعضها.
- تمثيل البيانات المخزنة للواقع الحالي: يصعب تمثيل البيانات كما هو الواقع الحالي بشكل دقيق باستخدام الأنظمة التقليدية، فمثلاً إذا أردنا عرض معلومات متكاملة عن حجوزات الطيران لشهر كامل بشركة طيران ما، نجد صعوبة في تجميع المعلومات في نظام الملفات التقليدية لوجودها في ملفات مختلفة، بينما يسهل ذلك في قواعد البيانات.
- توفير لغة معالجة متعددة المستخدمين: حيث في الملفات التقليدية هناك صعوبة في توفير بيئة تساعد على تعدد المستخدمين، بعكس قواعد البيانات التي تحقق ذلك في نفس الوقت بطريقة تحافظ على تناسق قواعد البيانات، ويتطلب ذلك وجود بقاعدة البيانات برمجيات خاصة لذلك.
- أمن البيانات: تعاني نظم الملفات التقليدية من ضعف في أمن وسرية البيانات حيث لا يوجد ما يمنع أي شخص من الاطلاع على معلومات غير مسموح له بالاطلاع عليها، بينما في نظم قواعد البيانات فهناك محددات تعطي الصلاحيات لأصحاب العلاقة بالاطلاع على المعلومة التي تخصهم فقط.

Commentaires
Enregistrer un commentaire