آموزش سیستم مدیریت پایگاه داده

سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) یا DBMS به مجموعه فناوری‌هایی اطلاق می‌شود که با بهره‌گیری از کارآمدترین روش‌های امنیتی، اطلاعات کاربران را ذخیره و بازیابی می‌کند. این آموزش اصول سیستم مدیریت پایگاه داده را شرح می‌دهد، مانند معماری آن، مدل‌های داده، طرح‌های داده، استقلال داده، مدل E-R، مدل رابطه‌ای، طراحی پایگاه داده رابطه‌ای و ساختار فایل و ذخیره‌سازی و بسیاری موارد دیگر.

چرا باید سیستم مدیریت پایگاه داده را یاد بگیریم؟

سنتی‌ترین روش سازماندهی داده‌ها استفاده از فرمت‌های فایلی بود. در آن زمان، سیستم مدیریت پایگاه داده مفهومی نو بود و همه تحقیقات برای برطرف کردن نقایص سبک سنتی مدیریت داده‌ها صورت می‌گرفت. یک سیستم مدیریت پایگاه داده مدرن شامل ویژگی‌های زیر است:

• موجودیت‌های جهان واقعی - یک سیستم مدیریت پایگاه داده مدرن واقع‌گرایانه‌تر است و از موجودیت‌های واقعی جهان برای طراحی معماری خود استفاده می‌کند. همچنین از رفتار و ویژگی‌ها نیز استفاده می‌کند. به عنوان مثال، یک پایگاه داده مدرسه ممکن است از دانش‌آموزان به عنوان موجودیت و از سن آن‌ها به عنوان ویژگی استفاده کند.

• جداول مبتنی بر روابط - سیستم مدیریت پایگاه داده به انجمن‌ها و روابط بین آن‌ها اجازه می‌دهد تا جداول شکل بگیرند. کاربر با نگاه به نام‌های جدول، معماری پایگاه داده را درک می‌کند.

• جداسازی داده و برنامه - سیستم پایگاه داده کاملاً متفاوت از داده‌هایش است. یک پایگاه داده موجودیت فعالی است، در حالی که داده‌ها گفته می‌شوند که بی‌فعال هستند و بر روی آن کار می‌کند و سازمان می‌دهد. سیستم مدیریت پایگاه داده همچنین اطلاعات فراداده را نیز ذخیره می‌کند که اطلاعات درباره داده‌ها است و به منظور آسانی در پردازش خود استفاده می‌شود.

• کاهش تکراری بودن - سیستم مدیریت پایگاه داده با رعایت قوانین تجزیه‌نرمال‌سازی، رابطه‌ای را که هر یک از ویژگی‌های آن شامل تکراری بودن دارد، تجزیه می‌کند. تجزیه‌نرمال‌سازی یک فرآیند ریاضی بسیار پیچیده و علمی است که تکراری بودن داده‌ها را کاهش می‌دهد.

• یکنواختی - یکنواختی وضعیتی است که در آن هر رابطه در یک پایگاه داده یکنواخت باقی می‌ماند. روش‌ها و تکنیک‌هایی وجود دارند که می‌توانند تلاش برای ترک پایگاه داده در وضعیت ناسازگار را تشخیص دهند. یک سیستم مدیریت پایگاه داده می‌تواند یکنواختی بیشتری را نسبت به نسخه‌های قبلی برنامه‌های ذخیره سازی داده مانند سیستم‌های پردازش فایلی ارائه دهد.

• زبان پرس و جو - سیستم مدیریت پایگاه داده با زبان پرس و جو مجهز شده است که باعث می‌شود بازیابی و تغییر داده‌ها به صورت کارآمدتری صورت بگیرد. کاربر می‌تواند به تعداد و گوناگونی گزینه‌های فیلترینگ مورد نیاز برای بازیابی مجموعه‌ای از داده‌ها اعمال کند. در سنتی‌ترین روش استفاده از سیستم‌های پردازش فایلی، این امکان وجود نداشت.

کاربردهای سیستم مدیریت پایگاه داده

پایگاه داده مجموعه‌ای از داده‌های مرتبط است و داده مجموعه‌ای از حقایق و ارقام است که می‌تواند برای تولید اطلاعات پردازش شود.

بیشتر داده‌ها اطلاعاتی قابل ثبت را نمایش می‌دهند. داده‌ها به تولید اطلاعات کمک می‌کنند که بر اساس حقایق استوار است. به عنوان مثال، اگر داده‌هایی درباره نمراتی که توسط تمام دانش‌آموزان کسب شده است، داشته باشیم، می‌توانیم درباره برترین‌ها و میانگین نمرات نتیجه بگیریم.

یک سیستم مدیریت پایگاه داده اطلاعات را به گونه‌ای ذخیره می‌کند که بازیابی، تغییر و تولید اطلاعات آسان‌تر می‌شود. مشخصات و کاربردهای مهم سیستم مدیریت پایگاه داده عبارتند از:

• ویژگی‌های ACID - سیستم مدیریت پایگاه داده از مفاهیم اتمیکیت، یکنگ‌سازی، جدایی و دواماندگی (معمولاً به صورت ACID مخفف می‌شود) پیروی می‌کند. این مفاهیم روی معاملاتی که داده‌ها را در پایگاه داده تغییر می‌دهند، اعمال می‌شوند. ویژگی‌های ACID به پایگاه داده کمک می‌کنند که در محیط‌های چندمعامله‌ای و در صورت بروز خطا، سالم باقی بماند.

• دسترسی چندکاربره و همزمان - سیستم مدیریت پایگاه داده محیط چندکاربره را پشتیبانی می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به صورت همزمان به داده‌ها دسترسی و آن‌ها را تغییر دهند. اگرچه در مواقعی که کاربران سعی در کنترل همان داده انجام دهند، محدودیت‌هایی وجود دارد، اما کاربران همیشه از این محدودیت‌ها آگاه نیستند.

• نمای‌های چندگانه - سیستم مدیریت پایگاه داده نمای‌های چندگانه را برای کاربران مختلف ارائه می‌دهد. کاربری که در بخش فروش است، نمای دیگری از پایگاه داده نسبت به یک شخص که در بخش تولید کار می‌کند، خواهد داشت. این ویژگی به کاربران امکان می‌دهد نمای تمرکزی از پایگاه داده را بر اساس نیازهای خود داشته باشند.

• امنیت - ویژگی‌هایی مانند نمای‌های چندگانه به مقداری امنیت ارائه می‌دهند که کاربران قادر به دسترسی به داده‌های دیگر کاربران و بخش‌ها نیستند. سیستم مدیریت پایگاه داده روش‌هایی برای تحمیل محدودیت‌ها در هنگام وارد کردن داده به پایگاه داده و بازیابی آن در مراحل بعدی ارائه می‌دهد. سیستم مدیریت پایگاه داده ویژگی‌های متعددی از امنیت ارائه می‌دهد که به چندین کاربر امکان می‌دهد نمایی با ویژگی‌های متفاوت داشته باشند. به عنوان مثال، یک کاربر در بخش فروش نمی‌تواند داده‌های متعلق به بخش خرید را ببیند. علاوه بر این، می‌توان مدیریت کرد که چه میزان از داده‌های بخش فروش برای کاربر نمایش داده شود. از آنجا که سیستم مدیریت پایگاه داده بر روی دیسک ذخیره نمی‌شود همانطور که در سیستم‌های فایلی سنتی انجام می‌شود، برای افراد بدنام بسیار سخت است که رمز را شکست دهند.