علم قواعد البيانات
هي مجموعة من عناصرِ البيانات المنطقية المرتبطة مع بعضها البعض بعلاقة رياضية. تتكون قاعدة البيانات من جدولٍ واحد أو أكثر، ويتكون الجدول من سجلٍ أو أكثر، ويتكون السجل من حقلٍ أو أكثر. ومثال علي ذلك السجل الخاص بموظف معين، والذي يتكون من عدة حقول مثل رقم الموظف، اسمه، درجته الوظيفية، تاريخ التعيين، الراتب، والقسم التابع له، وغير ذلك من بيانات الموظف تخزن في جهاز الحاسوب عَلى نحو منظّم، حيث يقوم برنامج حاسوب يسمى محرك قاعدة البيانات بتسهيل التعامل معها والبحث ضمن هذه البيانات، وتمكين المستخدم من الإضافة والتعديل عليها.
الهدف من قواعد البيانات
إن الهدف من قواعد البيانات هو التركيز على طريقة تنظيم البيانات وليس على التطبيقات الخاصة، بحيث يكون تصميم البيانات خالي من التكرار ويمكن استرجاعه وتعديله والإضافة عليه دون المشاكل التي تحدق مع وجود التكرار فيها وهو الهدف الرئيسي لمصمم قواعد البيانات. يتم ذلك عن طريق إيجاد ثلاثة مستويات لنماذج لقواعد البيانات تسمى نماذج التطبيع ويقصد بها جعل تركيبة البيانات أقرب للطبيعة التصنيفية.
نظام قواعد البيانات
هو نظام يسمح لجميع المستخدمين باسترجاع البيانات من قواعد البيانات والتعديل في البيانات عند الطلب وهذه المعلومات يحتاجون إليها لتساعد في العمليات العامة لتشغيل الأعمال الخاصة للأفراد أو المؤسسات. الغرض من نظام قواعد البيانات هي تمثيل العلاقة بين الكيونونات أو المدخلات الخاصة للمؤسسات.
نظام إدارة قواعد البيانات
هو عبارة عن مجموعة برامج حاسوبية تتحكم في تنظيم وتخزين وإدارة وسحب البيانات «المعطيات» من قاعدة البيانات. يدير النظام العديد من قواعد البيانات، كما يمكّن العديد من المستخدمين من الوصول إلى هذه القواعد في الوقت نفسه.
مكونات نظام قاعدة البيانات
- البيانات.
- المعدات .
- البرامج .
- المستخدم.
أولًا البيانات
تتوافر قواعد البيانات على الحاسبات الصغيرة والشخصية، كما تتوافر على الحاسبات الكبيرة، وتعتمد كفاءة النظام على قدرة وإمكانات الكيان الآلي للحاسب. فالحاسبات الشخصية توفر قاعدة بيانات لمستخدم واحد؛ بينما الحاسبات الكبيرة توفر قاعدة بيانات لعدد من المستخدمين يشاركون على البيانات المتاحة؛ و يجب أن تتصف البيانات بالتكاملية، وعدم التكرارية.
ثانيًا المعدات
الأقراص المغناطيسية، الشرائط الكثيفة كوحدات إحتياطية لتخزين البيانات للظروف الطارئة.
ثالثًا البرامج
وهي الطبقة الوسيطة بين البيانات المخزنة في الملفات على الأقراص وبين مستخدمي قاعدة البيانات.
أبرز هذه البرامج برنامج مدير قاعدة البياناتDBMS، وهو عبارة عن برنامج بالغ التعقيد باهظ الثمن، ويحتاج من مختص قاعدة البيانات قدرًا معرفيًا كبيرًا للتعامل معها.
رابعًا المستخدم
وينقسم إلى ثلاث فئات:
- مخططو البرامج:
وهم الذين يكتبون برامجهم و يستخدمون إمكانيات قاعدة البيانات.
- مختصو قواعد البيانات:
وهم المسؤولون عن صيانة وتشغيل قاعدة البيانات.
- مستخدمو قواعد البيانات:
وهم الذين يتعاملون مع قاعدة البيانات عبر النهايات الطرفية.
وظائف أنظمة إدارة قاعدة البيانات
- السرية والأمن، فقد تكون البيانات ذات قيمة وأهمية كبيرة.
- توفير النسخ الاحتياطية، والاسترداد
- تقليل التكرار
- السماح بنقل البيانات
- التحكم في تزامن العمليات
- السرعة والسهولة
- استقلال البيانات
- التكاملية كتنسيق تداول البيانات وتحديثها وتصحيحها .
- الأداء والكفاءة .
تطبيقات قواعد البيانات
البنوك: المعاملات المصرفية.
التصنيع : تسجيل المنتج، المخزون، التوريد.
الموراد البشرية: تسجيل الموظفين، المرتب، الضرائب.
الجامعات :تسجيل الطلاب وتقديراتهم.
قواعد البيانات حسب نوع العلاقة الرياضية
- قاعدة البيانات العلائقية
هو اعتماد علاقة محددة بين عناصر البيانات، مثل أن تكون قيمة عنصر معتمِدة على حاصل جمع عنصرين. وهذا التركيب هو أنجح التراكيب المطبقة في عالم قواعد البيانات المعلوماتية، وذلك بسبب إعطائه تنوع في نوع العلاقة بين البيانات، لأن احتمالية تنفيذ العلاقات فيه أكبر من أي تركيب اخر. - الهيكلي
اعتماد علاقة الهيكل التنظيمي بين عناصر البيانات، مثل أن يكون عنصرين مصنفين تحت عنصر واحد أو تابعين له. - التركيب الهرمي
اعتماد علاقة الهرم بين عناصر البيانات، مثل أن يكون كل عنصر مسؤول عن عنصر واحد فقط وليس أكثر.
سلبيات قواعد البيانات
- التخزين
حتى تقدم قواعد البيانات كل خدماتها المميزة إلى مختلف مستخدميها، فإن هذا يتطلب حيز هائل من وسائط التخزين الثانوية وذاكرة أساسية ذات حيز ضخم؛ فيما يضيف تكلفة مادية إضافية. - التكلفة
ارتفاع ثمن مكونات قاعدة البيانات من وسائط تخزين، والذاكرة، وتدريب مسئولي النظام وغير ذلك. - توقف قاعدة البيانات
توقف قاعدة البيانات عن العمل نتيجة مشاكل الكيان الآلي أو البرمجي لها فإنها تؤثر على قطاع عريض من المستخدمين لا يسهل درأ أضراره المادية والمعنوية. - برامج التأمين و الدعم و استعادة التشغيل
برامج مكلفة ماديًا وصعبة التصميم وتحتاج أفرادًا على مستوى تعليمي وتدريبي مرتفع.
ولنا تكلمة أخرى لهذا العلم…
إعداد:Nora Elshwemy
مراجعة علمية:مياده فخري
مراجعة لغوية: محمد غنيم
المصادر:
#الباحثون _المصريون
