تولید روزافزون داده ها در عصر حاضر و نیاز به دسترسی سریع و مناسب به آنها، ایجاد پایگاه داده را اجتنابناپذیر کرده است. عملیات اصلی روی داده شامل درج، حذف، بهنگام سازی، جستجو و سازماندهی در پایگاه داده قابل انجام است و در صورت طراحی مناسب، سرعت و سهولت استفاده از داده ها را تأمین میکند. با طراحی درست جدول ها و ارتباط بین آنها، تولید گزارش های مختلف برای تحلیل داده ها امکان پذیر میشود و ضمن اجتناب از ذخیره سازی افزونه، نیازهای اطلاعاتی محیط کسب و کار پاسخ داده میشود.

ثبت و بازیابی داده ها و اطلاعات به وسیله انسان های اولیه چگونه انجام میشد؟

بشر از ابتدای خلقت تا به امروز با داده ها و اطلاعات مختلفی سروکار داشته است. اولین داده های ثبت شده به وسیله انسان ها شامل تصاویری است که همیشه با آنها روبه رو بوده، آنها را در حافظه خود ثبت و نگهداری میکند و برای دسترسی به این اطلاعات تنها کافی است که آنها را به خاطر بیاورد. میتوان حدس زد اولین ابزارهایی که بشر برای ثبت داده و اطلاعات استفاده کرده، دیوارها بودند. پس از اینکه در ثبت و بازیابی اطلاعات روی دیوارها به مهارت رسید، کم کم با مفهوم شمارش آشنا شد. چند انسان در اینجا زندگی میکنند؟ در این نزدیک چند درخت وجود دارد؟ چند اسب آنطرف رودخانه در حال عبورند؟

اولین ابزار محاسباتی احتمالاً انگشتان دست و پا بوده است. انسانهای اولیه محاسبات عددی را با شباهت زیادی به آنچه شما روی تخته سفید انجام میدهید، روی دیوار غارها انجام میدادند. اما شواهد نشان میدهد که آنها از یک سری ابزار نیز برای ثبت اعداد بهره میگرفتند.

درنتیجه گذشت زمان و افزایش هوش و مهارت آنها و نیاز بیشتر آنها به ذخیره سازی اطلاعات، درک آنها از فناوری نیز با کشف ابزارها بیشتر شد. نیاز به ذخیره سازی، بازیابی، اشتراک گذاری و استفاده از اطلاعات با حجم روزافزون، میتواند یکی از دلایل به وجود آمدن رایانه های امروزی و پایگاه های داده(Databases) باشد.

در دنیای امروز نیز علاوه بر اینکه با حجم انبوهی از اطلاعات روبه رو هستیم، در فاصله زمانی کوتاه مجموع دانش انسانها چند برابر میشود. از طرفی مردم نگران محرمانه ماندن اطلاعات شخصی خود هستند. شرکت ها دائماً در تلاش اند تا از داده هایشان در مقابل مجرمان سایبری محافظت کنند. دولت ها و کسب و کارها نسبت به جمع آوری داده ها، دارای میل و رغبتی اشباع نشدنی هستند. به همین دلیل ضرورت استفاده از شیوه های خاص و به کارگیری ابزارهایی به منظور سازماندهی و دسترس پذیر ساختن این اطلاعات برای مالکان آنها، منجر به شکلگیری انواع مختلفی از ابزارها ازجمله پایگاه داده شده است.

وجود حجم انبوه داده ها و اطلاعات در همه زمینه ها، نیاز به جستجو و استخراج اطلاعات جدید از آنها را بیش از پیش پر رنگتر ساخته است. به همین دلیل با استفاده از داده کاوی  (Data Mining) که مبتنی بر علوم مختلفی شکل میگیرد و از ابزارها و امکانات مختلفی بهره میبرد، سعی میشود طی فرایندی از انبوه داده ها، دانش استخراج کند و بانک اطلاعاتی از نیازهای اولیه آن به شمار میرود.

وجود پایگاه داده های مختلف یکی از ضروریات زندگی روزمره، در جامعه امروزی محسوب میشود. در طول روز بیشتر افراد با فعالیت های مختلفی درگیر هستند که منجر به ارتباط با پایگاه داده است. برای مثال، مراجعه به بانک به منظور واریز وجه یا برداشت مبلغی از حساب، رزرو هتل یا خرید بلیط هواپیما.

در واقع ایجاد پایگاه داده و فناوری آن، تأثیر زیادی در افزایش استفاده از رایانه ها داشته است و در حوزه های خدمات، صنعت، کشاورزی و هنر نقش مهمی ایفا میکند. در قدیم مدرسه ها به دلیل استفاده نکردن از رایانه و پایگاه داده های مربوط و مناسب، با مشکلات زیادی روبه رو بودند و انجام کارها به کندی صورت میگرفت. برخی از این مشکلات عبارت اند از:

وجود داده های تکراری (Redundancy):

در مدرسه، معاونت اجرایی برای انجام کارهای خود، به طور جداگانه، اطلاعات دانش آموزان را از پرونده های آنها استخراج کرده، در دفتری که برای این منظور در نظر گرفته است، وارد میکند. معاون آموزشی نیز برای تهیه فهرستی از هنرجویان مجبور است به طور جداگانه به هر کلاس مراجعه کرده، اطلاعات آنها را در دفتر خود یادداشت کند. هرکدام از هنرآموزان نیز باید وقتی را صرف تهیه فهرستی از هنرجویان کلاس خود کنند. در واقع این کار را میتوان یکبار انجام داد و از ثبت اطلاعات بهصورت چندگانه، جلوگیری کرد.

وجود تداخل (Conflict) و یا مغایرت داده:

با توجه به اینکه معاون، معاون اجرایی، دانش آموزان و سایر عوامل هرکدام اطلاعات دانش آموزان را به صورت مجزا تهیه و نگهداری میکنند، پس هیچ تضمینی برای اینکه همه داده یکسان است، وجود ندارد.

ممکن است نام خانوادگی هنرجویی دارای پسوند باشد و هنگامی که معاون برای تهیه و تکمیل اطلاعات دانش آموزان به کلاس مراجعه میکند، این دانش آموز نام خانوادگی خود را به طور کامل اطلاع نداده باشد، اما نام این هنرجو در فهرست معاونت اجرایی به طور کامل نوشته شده باشد. اکنون در اطلاعات ناهمسانی وجود خواهد داشت.

دشواری در به روز رسانی (Update):

فرض کنید مدیر میخواهد کتابخانه در هنرستان دایر کند. مسئول کتابخانه میخواهد فهرستی از نام و نام خانوادگی همه هنرجویان تهیه کند تا بتواند کتاب ها را امانت دهد. اما متأسفانه با توجه به اینکه هرکدام از عوامل هنرستان ازجمله معاونان و هنرآموزان، اطلاعات را به صورت جداگانه تهیه و نگهداری میکنند. بنابر این امکان اینکه، داده ها  و اطلاعات پرسنل با هم متفاوت باشد، وجود دارد. بنابر این باید پرسنل به یک اطلاعات و داده واحد برسند سپس کار خود را انجام دهند که این کار را واقعا دشوار میکند.

بهترین راهکار برای حل این مسائل استفاده از یک پایگاه داده و یا بانک اطلاعاتی (Database) است که تمامی این مشکلات را حل میکند. با استفاده از پایگاه داده می توان داده ها را مدیریت کرد و مدیر مدرسه داده ها را یکسان سازی کند تا کارکنان به اطلاعات واقعی و درست هدایت شوند و دیگر در داده ها تداخلی ایجاد نشود، داده های تکراری را حذف کند و همچنین کارکنان با دسترسی که مدیر برای آن ها تعریف کرده است، به این منبع دسترسی داشته باشند و از آن ها استفاده کنند.

بیشتر بخوانید :همه چیز در مورد اینترنت داخلی (اینترانت) - موارد مصرف اینترنت داخلی

پایگاه داده چیست؟

پایگاه داده یکی از انواع روش های ذخیره و بازیابی داده ها و اطلاعات  (Information Storage and Retrieval) است و به کاربر امکان می دهد تا داده ها و اطلاعات خود را به صورت سازماندهی شده ذخیره کرده، با سرعت بیشتری به اطلاعات دسترسی داشته و بتواند آنها را مدیریت و پردازش کند. از ویژگی های پایگاه داده میتوان به طراحی یکپارچه و مدیریت متمرکز آن اشاره کرد که باعث جلوگیری از تکرار در ذخیره سازی (افزونگی) داده ها خواهد شد و درنتیجه از حافظه استفاده بهتری صورت میگیرد. با پیشرفت هایی که در حوزه شبکه های رایانه رخداده است، پایگاه داده میتواند توسط چند کاربر به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرد.

مفاهیم اصلی پایگاه داده

محیط عملیاتی:

یکی از بزرگ ترین مفاهیم پایگاه داده که اشاره دارد به مکان و آن محلی که قرار است در آن بانک اطلاعاتی ایجاد شود، محیط عملیاتی نامیده می شود. برای مثال ما قرار است برای مدرسه یک پایگاه داده ایجاد کنیم، مدرسه به عنوان یک محیط عملیاتی شناخته می‌شود و یا برای کتابخانه و آژانس‌های تلفنی می توان یک محیط عملیاتی پیاده سازی کرد. همینطور شرکت‌ها و سازمان‌ها و ارگان‌های دولتی هم میتوان یک محیط عملیاتی نام برد که به راحتی می‌تواند در قالب پایگاه داده سازماندهی و با اولویت بیشتری آنها را مدیریت کنیم و به اطلاعات مورد نیاز دسترسی داشته باشیم.

موجودیت (Entity):

به هر شخص، محل، مکان که در دنیای واقعی قرار است برای آن اطلاعاتی در بانک اطلاعاتی و یا پایگاه داده مان ذخیره کنیم، موجودیت نام دارد. برای مثال در مدرسه داشن آموز، هنرآموز، مدیر و درس هر کدام به عنوان موجودیت برای محیط عملیاتی مدرسه در نظر گرفته می‌شوند.

صفت موجودیت (Attribute):

هر موجودیت که در دنیای واقعی می‌توانیم آن را در پایگاه داده استفاده کنیم، دارای چندین صفت است که برای بیان ویژگی‌های یک موجودیت به شمار می‌رود. برای مثال موجودیت خودرو می‌تواند رنگ، پلاک، کارکرد و سال تولید آن باشد.

صفت کلیدی (Primary Key):

صفتی که میتوان با استفاده از آن، موجودیت را به صورت یکتا و منحصربه فرد شناسایی کرد، صفت کلیدی میگویند. برای مثال هنگامی که مدیر از نام «محمد» برای صدا زدن یکی از هنرجویان استفاده کرد، به دلیل منحصربه فرد نبودن مقدارهای صفت نام، مشخص نبود که کدامیک از هنرجویان مخاطب مدیر بوده اند. در محیط عملیاتی هنرستان، هنرجویان را میتوان با استفاده از شماره دانش آموزی بهصورت یکتا شناسایی کرد. شماره دانش آموزی، صفت مناسبی برای کلید بودن است، زیرا هیچ دو هنرجویی دارای شماره دانش آموزی یکسان نیستند. بنابراین صفت کلید برای یک موجودیت، صفت یا مجموعه صفاتی است که مقدار آن مشخص و غیرتکراری است. گاهی در یک کلاس نیز با در نظر گرفتن ترکیبی از مجموعه صفات نام و نام خانوادگی میتوان هنرجویان را به صورت منحصربه فرد شناسایی کرد.

سیستم مدیریت پایگاه داده چیست؟

سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System) برنامه های است که عمل ذخیره سازی، بازیابی، امنیت و به طور کل ارتباط با پایگاه داده را کنترل میکند. کاربران درخواست خود را به این نرم افزار ارسال میکنند و از طریق آن با پایگاه داده ارتباط برقرار میکنند. در واقع سیستم مدیریت پایگاه داده واسط بین پایگاه داده و کاربران و نرم افزارها است.

انواع نرم افزار های مدیریت پایگاه داده

سیستم مدیریت پایگاه داده به عنوان مهم ترین نرم افزار در سیستم پایگاه داده محسوب می شود. برای کار با پایگاه داده به منظور ایجاد، ویرایش و کنترل، بازیابی و بروز کردن داده ها و.... نرم افزارهای مختلفی در این زمینه ایجاد شده اند که هر یک از این نرم افزارها قابلیت های مختلفی را در خود دارند، که برای شما 4 مورد را معرفی خواهم کرد.

Microsoft Access

شما میتوانید با استفاده از این نرم افزار به صورت بصری پایگاه داده خود را طراحی کنید. سپس می توانید کد هایی که برای ساخت پایگاه داده استفاده شده را مشاهده کنید و می توانید با استفاده از SQLبرای خود جدول ها و یا ویو طراحی کنید. یکی از ایرادات این برنامه این است که قسمت طراحی جدول ها و قسمت مدیریت آنها همراه هم بوده و نمی‌توان آنها را به صورت جداگانه نصب کرد و ایراد بعدی این نرم افزار این است که فقط روی سیستم عامل ویندوز کار می کند و روی سیستم عامل های دیگر کار نمی کند.

SQL Server

این نرم‌افزار تحت لایسنس مایکروسافت است، که موتورهای مدیریتی داده مشابهی با Oracle دارد ولی تفاوت در ساختار و Syntax آنهاست که در واقع صرفاً گرامر زبان آنها با هم متفاوت است.

Oracle

اوراکل پایگاه داده توزیع شده است که با سیستم عامل های متفاوتی می تواند کار کند. یکی از معیارهای سنجش کارایی بانک اطلاعاتی تعداد تراکنش (Transaction)های همزمانی است که در واحد زمان توسط آن بانک اجرا می‌شود. به این قابلیت در بانک اطلاعاتی TPC گفته می‌شود که اوراکل بالاترین قابلیت TPCرا نسبت به سایر بانک‌های اطلاعاتی دیگر دارد.

MySQL

این نرم‌افزار یک سرور پایگاه داده متن باز است که مانند SQL Server برای نگهداری و کار با داده ها استفاده می شود. این نرم‌افزار بسیار محبوب است و با سرور PHP سازگاری کامل دارد و طراحان سایت می توانند به راحتی از  MySQLبرای نگهداری و کار با داده های تحت وب استفاده کنند.

سخن آخر

تقریباً امروزه تمامی کسب و کارها برای خودشان بایستی از یک دیتابیس و یک سیستم مدیریت پایگاه داده استفاده کنند تا بتوانند به راحتی کار خود را بین کارمندان و مشتریان جلو ببرند و همینطور زمان خود را صرف کارهای دیگر بکنند و کار خود را به سیستم های پایگاه داده برسانند. بدرود