ما المقصود بقاعدة البيانات؟
قاعدة البيانات عبارة عن مجموعة منتظمة ومخزنة إلكترونيًا من البيانات. يمكن أن يحتوي على أي نوع من البيانات، بما في ذلك الكلمات والأرقام والصور ومقاطع الفيديو والملفات. يمكنك استخدام برنامج يسمى نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) لتخزين البيانات واستردادها وتحريرها. في أنظمة الكمبيوتر, يمكن أن تشير قاعدة بيانات الكلمات أيضًا إلى أي نظام إدارة قواعد بيانات, إلى نظام قاعدة البيانات, أو إلى تطبيق مرتبط بقاعدة البيانات.
ما سبب أهمية قاعدة البيانات؟
تعد قاعدة البيانات عالية الأداء أمرًا بالغ الأهمية لأي منظمة. قواعد البيانات تدعم العمليات الداخلية للشركات وتفاعلات المتجر مع العملاء والموردين. كما أنها تحتوي أيضًا على معلومات إدارية وبيانات أكثر تخصصًا، مثل النماذج الهندسية أو الاقتصادية. ومن الأمثلة على ذلك أنظمة المكتبات الرقمية وأنظمة حجز السفر وأنظمة المخزون. فيما يلي بعض الأسباب التي تجعل قواعد البيانات ضرورية.
الكفاءة في التوسع
يمكن لتطبيقات قواعد البيانات إدارة كميات كبيرة من البيانات، والتوسع لتستوعب الملايين والمليارات وأكثر من ذلك. من المستحيل تخزين هذه الكمية من البيانات الرقمية بدون قاعدة بيانات.
تكامل البيانات
تتضمن قواعد البيانات في الغالب قواعد وشروط مضمنة الغرض منها الحفاظ على تناسق البيانات.
أمان البيانات
قواعد البيانات تدعم متطلبات الخصوصية والامتثال المرتبطة بأي بيانات. على سبيل المثال، لاكتساب إمكانية وصول إلى قاعدة البيانات، يجب على المستخدمين تسجيل الدخول. وأيضًا قد يتمتع مختلف المستخدمين بمستويات مختلفة من الوصول، مثل القراءة فقط.
تحليلات البيانات
الأنظمة البرمجية الحديثة تستخدم قواعد البيانات في تحليل البيانات. يمكن لهذه الأنظمة تحديد الاتجاهات والأنماط أو وضع التنبؤات. تحليلات البيانات تساعد المنظمة في اتخاذ قرارات العمل بكل ثقة.
ما أنواع قواعد البيانات؟
يمكنك تصنيف قواعد البيانات وفقًا لحالة الاستخدام ونوع البيانات وطريقة تخزين البيانات. فيما يلي ثلاثة أمثلة لطرق تصنيف قواعد البيانات:
- حسب محتوياتها، مثل نص المستند أو الإحصائيات أو كائنات الوسائط المتعددة
- حسب مجال تطبيقها، مثل المحاسبة أو الأفلام أو التصنيع
- حسب جوانبها التقنية، مثل بنية قاعدة البيانات أو نوع الواجهة
ما المقصود بنموذج قاعدة البيانات؟
نموذج قاعدة البيانات يعرض البنية المنطقية لقاعدة البيانات. وهي تحدد العلاقات والقواعد التي تحدد كيفية تخزين البيانات وتنظيمها ومعالجتها. كل تطبيق قاعدة بيانات مبني على نموذج بيانات محدد. تم تصميم نماذج قواعد بيانات فردية بناءً على قواعد ومفاهيم نموذج البيانات الأوسع الذي يتبناه التطبيق الأساسي.
كيف تطورت قواعد البيانات؟
كانت أقدم قواعد البيانات عبارة عن أشرطة مغناطيسية عليها سجلات بيانات مخزنة بالتسلسل. ومع التقدم التكنولوجي، استمرت قواعد البيانات في التطور. لقد أصبحت الآن أنظمة معقدة وعالية الأداء ويتوفر مجال دراسة مخصص لها. هيا نُلقِ نظرةً على كيفية تطور نماذج البيانات.
قاعدة بيانات هرمية
أصبحت قواعد البيانات الهرمية شائعة في السبعينيات. بدلاً من تخزين سجلات البيانات بالتسلسل، احتفظت قواعد البيانات بالسجلات في بنية شجرية، ما أدى إلى إنشاء علاقة أصل وفرع بين ملفين. على سبيل المثال، لإنشاء نظام قاعدة بيانات لمتجر لبيع الأثاث بالتجزئة، يمكنك تحديد غرفة النوم كسجل أصل (رئيسي) مع تحديد السجلات سرير، وطاولة بجانب السرير، وخزانة ملابس كسجلات فرعية. يمكن أن يحتوي السجل السرير أيضًا على سجلات فرعية أخرى مثلسرير فردي، وسرير مزدوج، ، وسرير كبير، إلخ. ولسوء الحظ، كان نموذج البيانات الهرمي معقدًا ويصعب تنفيذه ولم يتمكن من التعامل مع العديد من العلاقات بين الأصل والفرع بدون تكرار كبير للبيانات.
قاعدة بيانات الشبكة
سمحت قاعدة بيانات سابقة أخرى، وهي نموذج بيانات الشبكة، لسجل فرعي واحد أن يكون له عدة سجلات رئيسية والعكس صحيح. ولذلك في مثال متجر الأثاث، إذا كان لديك اثنان من السجلات الرئيسية هما غرفة نوم وغرفة أطفال، فكلاهما يمكن أن يرتبط بالسجل الفرعي خزانة الملابس.
قاعدة البيانات العلائقية
في الثمانينيات، ظهرت قاعدة البيانات العلائقية كنموذج مؤسسة شائع نظرًا لما يتمتع به من إنتاجية ومرونة وتوافق مع الأجهزة الأسرع. عملت قواعد البيانات العلائقية على تنظيم السجلات في عدة جداول بدلاً من القوائم المرتبطة ببعضها.
في نموذج قاعدة بيانات العلائقية، تحتوي كل فئة على جدول يحتوي على سمات الفئة كأعمدة وسجلات البيانات كصفوف. على سبيل المثال، يمكنك إعداد نموذج متجر بيع الأثاث بالتجزئة كمجموعة من الجداول -الغرف والأثاث. الجداول المرتبطة بالأعمدة - رقم الغرفة واسم الأثاث. يُطلق على كلا العمودين أيضًا المفاتيح الأساسية.
رقم الغرفة |
اسم الغرفة |
1 |
غرفة نوم |
2 |
غرفة الأطفال |
اسم الأثاث |
اللون |
سرير |
بني |
خزانة الملابس |
أبيض |
طاولة بجانب السرير |
أسود |
رقم الغرفة |
اسم الأثاث |
1 |
سرير |
1 |
خزانة الملابس |
2 |
خزانة الملابس |
قاعدة البيانات الموجهة للكائنات
تطورت قواعد البيانات الموجهة للكائنات في التسعينيات استجابةً لظهور البرمجة الموجهة للكائنات. بدأ المبرمجون والمصممون في التعامل مع البيانات في قواعد البيانات ككائنات. على سبيل المثال، يمكنك تعيين سمات الكرسي، مثل اللون والحجم، إلى كائن بيانات للكرسي. هذا الكائن هو تمثيل افتراضي لكرسي حقيقي في قاعدة البيانات الموجهة للكائنات.
قاعدة بيانات NoSQL
SQL هي لغة استعلام تُستخدم في استرجاع البيانات والوصول إليها وتحريرها في قواعد البيانات العلائقية. تمثل NoSQL العكس، وهي إحدى آليات قواعد بيانات التي لا تستخدم العلاقات الجدولية في نمذجة البيانات. تم إنشاء قواعد بيانات NoSQL في بداية القرن الحادي والعشرينعندما ظهرت حوسبة المجموعات (الحوسبة العنقودية) وبنيات قواعد البيانات الموزعة. تخزن البنيات الموزعة قاعدة بيانات كبيرة واحدة عبر العديد من أجهزة التخزين الأساسية. يُسمى هذا الترتيب بالتحجيم الأفقي. الآليات البرمجية المستخدمة في NoSQL هي آليات عالية السرعة، ولا توجد متطلبات لمخططات الجداول الثابتة، وإمكانية تخزين البيانات المكررة أو المجمعة، وإمكانية التوسع أفقيًا.
ما قواعد البيانات الحديثة؟
تطورت قواعد البيانات المستخدمة اليوم بحيث أنها توسع نطاقها رأسيًا وأفقيًا. يمكنها تخزين بيانات ضخمة في السحابة وتوفير واجهات برمجية متقدمة لتعلم الآلة وتحليلات البيانات الأخرى.
قاعدة البيانات السحابية
يتم عادةً تشغيل قاعدة البيانات السحابية على منصة حوسبة سحابية. هناك نوعان من نماذج النشر القياسية: يمكن للمستخدمين تشغيل قواعد البيانات على السحابة بشكل مستقل أو شراء إمكانية وصول من أحد موفري قواعد البيانات السحابية. يمكن لقواعد البيانات السحابية اتباع كل من نماذج بيانات SQL وNoSQL.
قاعدة البيانات الرسومية
قواعد البيانات الرسومية مفيدة لأنها تعطي الأولوية للعلاقات بين سجلات البيانات المختلفة. وهي مصممة خصيصًا لتخزين العلاقات والتنقل فيها. تتكون قاعدة البيانات الرسومية من العُقد والحواف. تقوم العُقد بتخزين كائنات البيانات، بينما تقوم الحواف بتخزين العلاقات بين الكائنات. تحتوي الحافة دائمًا على عقدة بداية وعقدة نهاية ونوع واتجاه. الحافة تصف العلاقات بين الأصل والفرع، والإجراءات، والملكية. لا يوجد حد لعدد وأنواع العلاقات التي يمكن أن توجد بالعقدة.
قاعدة البيانات داخل الذاكرة
في حين أن معظم قواعد البيانات يتم تخزينها على أجهزة تخزين خارجية، إلا أن قاعدة البيانات داخل الذاكرة يتم تخزينها في الذاكرة الداخلية للكمبيوتر. ومع ذلك، عادةً ما يتم نسخها احتياطيًا عن طريق وحدة تخزين البيانات بالكمبيوتر. قواعد البيانات في الذاكرة أسرع من قواعد البيانات القرصية. ويتم استخدامها غالبًا عندما يكون زمن الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في معدات شبكات الاتصالات.
ما مخزن البيانات؟
مخزن البيانات هو مصطلح واسع يشير إلى مستودع البيانات الكبير جدًا بأي مؤسسة. تنتج المنظمات جميع أنواع البيانات، بما فيها الملفات والمستندات ومقاطع الفيديو وبيانات العملاء وبيانات التطبيق وبيانات النظام. تستخدم المنظمات مخزن البيانات في معالجة جميع بياناتها وتخزينها، حيث تستخدمه في التحليلات والتطبيقات واتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات.
Amazon Redshift عبارة عن مستودع بيانات مُدار بالكامل، يتسع لكم من البيانات يُقاس بالبيتابايت في السحابة. يمكنك البدء ببضع مئات من الجيجابايت من البيانات ثم التوسع إلى بيتابايت أو أكثر.
في أي شيء تُستخدم قواعد البيانات؟
تستخدم جميع الصناعات قواعد البيانات في مجموعة متنوعة من حالات الاستخدام. وفيما يلي بعض الأمثلة:
اكتشاف الاحتيال
تساعد قواعد بيانات الرسم البياني في إدارة الهوية واكتشاف الاحتيال. تبحث خوارزميات التعلم الآلي على الأنماط وتكتشف النشاط الاحتيالي بطريقة تلقائية واستباقية.
إدارة المستندات
تقوم قواعد بيانات NoSQL بتخزين المستندات وإدارتها، مثل المقالات والعقود. كما أنها تسمح للمنظمات بالاستعلام عن المستندات وفهرستها.
الألعاب والترفيه
تستخدم العديد من شركات الألعاب والترفيه قواعد البيانات على نطاق واسع لتوفير تجارب وسائط ثرية، مثل إمكانية تسجيل الدخول المتزامن لملايين المستخدمين.
كيف تقدم قواعد بيانات سحابة AWS المساعدة؟
توفر قواعد بيانات سحابة AWS مجموعةً َواسعةً من قواعد البيانات المبنية لغرض معين لأي مؤسسة. تدعم قواعد بيانات AWS جميع مهام إدارة قواعد البيانات، مثل توفير الخوادم والتصحيح والتكوين والنسخ الاحتياطية. ونتيجةً لذلك، يمكنك التركيز على تطوير التطبيقات بينما تراقب AWS باستمرار قواعد البيانات الخاصة بك وتقوم بتوسعة نطاقها تلقائيًا. فيما يلي بعض الأمثلة على خدمات قواعد بيانات AWS:
- إن Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) هي خدمة مُدارة تُيسّر إعداد قاعدة البيانات العلائقية وتشغيلها وتوسيع نطاقها في السحابة.
- Amazon Aurora هي قاعدة بيانات علائقية مصممة للسحابة. وباعتبارها خدمة مُدارة بالكامل، فإنها تعمل على أتمتة المهام التي تستغرق وقتًا طويلاً مثل التزويد، والتصحيح، والنسخ الاحتياطي، والتعافي، واكتشاف الأعطال، والإصلاح.
- Amazon Neptune هي قاعدة بيانات موجهة للرسوم البيانية يمكنها تنفيذ أكثر من 100000 استعلام في الثانية.
- Amazon Redshift عبارة عن مستودع بيانات مُدار بالكامل، يتسع لكم من البيانات يُقاس بالبيتابايت في السحابة.
- Amazon ElastiCache هي قاعدة بيانات NoSQL في الذاكرة مُدارة بالكامل وقابلة للتوسع وآمنة. إنها خيار شائع لتطبيقات الأجهزة المحمولة والألعاب والتجارة الإلكترونية والتطبيقات الأخرى التي فيها يجب تخزين البيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر في الذاكرة.
اقرأ حول كيفية اختيار قاعدة بيانات، أو ابدأ بإنشاء حساب AWS مجاني اليوم.