تتناول هذه المقالة التعريفات الاساسية في قواعد البيانات والتنويه الى انواعها ومكوناتها
تعريف قواعد البيانات
تعتبر قواعد البيانات أحد الحلول الجيدة والمكلفة لمشاكل بيئة نظم الملفات وأبرزها مشكلة تكرارية البيانات وانعكاساتها السلبية على استخدام وسائط التخزين وتضارب المعلومات، وما يستتبع ذلك من تكاليف لحفظها وتشغيلها وصيانتها ناهيك عن أن تحديث اي عنصر بيان لا يعني تحديثه على مستوى النظام بل يقتصر على الملف المعني بهذا التحديث مما يسبب عدم تكاملية البيانات وعدم إمكان فرض إدارة مركزية وسيطرة أمنية تقي المعلومات من مخاطر التدخل فيها أو الاخلال بها أو سرقتها.
ويمكن تعريف نظام قواعد البيانات بأنه "تجميع منظم لسجلات البيانات والبرامج وذلك بأقل قدر ممكن من التكرارية وأكبر قدر متاح من التكاملية مع المشاركة على البيانات لمختلف المستخدمين دون أدنى ارتباط بين البيانات و بین برامج التطبيقات.
مميزات قواعد البيانات
- إمكان إضافة ملفات جديدة.
- إضافة بيانات جديدة على الملفات الموجودة في القاعدة.
- إسترجاع بيانات من الملفات المكونة لقاعدة البيانات.
- تحديث البيانات.
- حذف البيانات من الملفات.
- إزاحة ملفات خالية أو مكتوب عليها سجلات.
- يمكن تعديل البرامج دون تعديل البيانات والعكس صحيح.
- يمكن للمستخدم النظر إليها على أنها ملفات متكاملة.
- تلبي حاجات كافة (معظم) المستخدمين للبيانات.
- يمكن فرض قيود التأمين والسرية على بعض البيانات الهامة.
- تحقق المرجعية على الملفات.
- إمكان تخليق بيانات جديدة من البيانات الموجودة في قاعدة البيانات.
مكونات نظام قاعدة البيانات
يتكون نظام قاعدة البيانات من ثلاثة مكونات رئيسية هي:
- البيانات
تتوافر قواعد البيانات على الحاسبات الصغيرة والشخصية كما تتوافر على الحاسبات الكبيرة وتعتمد كفاءة النظام على قدرة وإمكانيات الكيان الآلي الحالب الحاسبات الشخصية توفر قاعدة بيانات لمستخدم واحد بينما الحاسبات الكبيرة توفر قاعدة بيانات لعدد من المستخدمين يشاركون في البيانات المتاحة، ويجب أن تتصف البيانات بالتكاملية وعدم التكرارية وإمكانية المشاركة عليها، وعموما دون بيانات دقيقة ومنطقية وصحيحة فلا معنى لقاعدة البيانات.
- المعدات
تعتمد قواعد البيانات على الأقراص المغناطيسية اعتمادا كبيرا علاوة على وحدات من الشرائط الكثيفة كوحدات BACK UP احتياطية لتخزين البيانات للظروف الطارئة وكذلك الذاكرات ذات السعات الكبيرة مثل SAN Storage
- البرامج
وهي الطبقة الوسطية بين البيانات المخزنة في الملفات على الأقراص الممغنطة وبين مستخدمي قاعدة البيانات، وأبرز هذه البرامج برنامج مدير قاعدة البيانات DBMS وهو عبارة عن برنامج بالغ التعقيد باهظ الثمن ويحتاج الى متخصص في قاعدة البيانات له القدرة والمعرفة مع البرنامج إذ أنه يتولى السيطرة على العناصر الآلية والبرمجة للقاعدة بالتعاون مع نظام التشغيل.
واجبات برنامج مدير قواعد البيانات
DBMS: DataBase Management System
مدير قواعد البيانات هو أحد البرامج المعقدة التي تنتجها شركات الحاسبات ويتولى إنشاء وتوسيع وصيانة قاعدة البيانات ويقوم بدور الوسيط بين البيانات ومستخدميها ويشرف على إدارتها، ويوزع مناطق التخزين على البيانات وينشأ لها الفهارس والمؤشرات اللازمة لاسترجاعها، كما يمكن تغيير الشكل البنائي لها، كما يتيح عمليات إضافة أو حذف أو تعديل السجلات، كما يقوم بدور الوسيط بين البرنامج وبين البيانات. بالاضافة الى ما يلي:
- إنشاء قاعدة بيانات جديدة وإدارة قواعد البيانات الحالية.
- معالجة السجل المطلوب بمفرده ضمن أي ملف.
- استرجاع السجلات سجلاً سجلاً.
- حفظ البيانات من الدخول عليها من شخص غير ذي صلاحية.
- حماية البيانات ضد التخريب.
- وضع نقاط ارشادية تستخدم في حالة عطل الآلات أو عطل البرامج مما يساعد على سهولة استئناف العمل دون العودة الى بداية الملف.
- رصد الحركة على البيانات إحصائيا.
- تسجيل كل تعامل على البيانات.
- وضع البيانات الهامة التي يكثر عليها الطلب في مواقع ذات أسبقيات.
- يحتفظ بقاموس بيانات شامل كل المعلومات عن البيانات، والمستخدمين، والصلاحيات المتاحة لكل مستخدم.
مزايا قواعد البيانات في دعم اتخاذ القرار
تعطى قواعد البيانات عدة مزايا لا يحققها نظام الملفات لمتخذ القرار نذكر منها ما يلي:
- تقدم الإدارة تقارير مبنية على معلومات محدثة شاملة مما يساعد على اتخاذ قرارات صحيحة عكس نظام الملفات المرتبط ببيانات محددة.
- تقدم للإدارة الوسطى تقارير مفصلة جيدة يصعب الحصول عليها من نظام الملفات.
- تحقق وقر في التكلفة نتيجة عدم تكرارية البيانات.
- توفر الجهد المبذول في إدخال البيانات نتيجة توحيد المدخلات لكل نظام فرعي.
- البساطة الشديدة في إستخدام لغة الاستفسار لأن مدير قاعدة البيانات بتولي مهام التعامل مع البيانات.
- الاستجابة السريعة لاحتياجات المستخدمين.
- الإقلال من عدد الأفراد العاملين في مركز المعلومات.
- إدارة جيدة للبيانات حيث تحفظ البيانات في مكان مركزي موحد لكل المؤسسة أو المنظمة.
- الاسترجاع المتعدد Multiple Access باستخدام أساليب بسيطة نسبيا ومن خلال استخدام مفاتيح.
التركيب البنائي لقاعدة البيانات
يتم التركيب البنائي لقواعد البيانات على ثلاثة مستويات.
- المستوى الأول
مستوى أقرب إلى المستخدم هو المستوى الخارجي حيث يتعامل المستخدم مع البيانات المخزنة، لذا يركز هذا المستوى على كيفية عرض البيانات للمستخدم.
- المستوى الثاني
فهو المستوى الداخلي ويركز على كيفية عرض البيانات للمستخدم.
- المستوى الثالث
هو المستوى الداخلي ويركز على كيفية تخزين البيانات على الأقراص. وفيما بين مستوى المستخدم للحلقات يوجد مستوى ثالث هو المستوى المنطقي ، يلاحظ عدم وجود ارتباط مباشر بين المستويات الثلاث في تركيب قاعدة البيانات مما جعل الفصل بين هذه المستويات أمرا ممكنا ويساعد المستخدم على تغيير برامجه دون الحاجة الى بناء برامج جديدة.
وفيما بين كل مستوى والذي يليه يوجد نوع من التطابق Mapping لتوصيف البيانات بين المستويين للتأكد من وجود البيانات وامكانية العزل بين البيانات المخزنة وبين مستوى المستخدم وفك أي ارتباط بينهما وهذه احدى مميزات نظم قواعد البيانات.
أنواع قواعد البيانات
توجد أنواع كثيرة من قواعد البيانات لكن أبرزها وأظهرها على الساحة ثلاث أنواع رئيسية هي:
- قواعد بيانات هرمية التركيب Hierarchical Database
- قواعد ساعات شبكية Network Database
- قواعد بيانات علائقية Relational Data Base