آموزش مفاهیم بنیادی پایگاه داده Database

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

1- معرفي پايگاه داده

پايگاه داده را ميتوان يكي از انواع "سيستم هاي ذخيره و بازيابي اطالعات" محسوب كرد. در اين نوع سيستمها به كاربر اجازه داده ميشود داده هاي موردنظر خود را ذخيره نموده و ضمن انجام پردازش بر روي آنها، عمليات بازيابي، يعني استفاده از اطلاعات ذخيره شده را انجام دهد. سالها پيش و قبل از توليد مفهومي به نام پايگاه داده، براي ذخيره كردن اطالعات از سيستم فايلينگ استفاده مي شد. در اين سيستم، اطلاعات وارد شده در برنامه، درون يك يا چند فايل نوشته ميشد و برنامه نويس مجبور بود همه الگوريتمهاي مورد نياز براي مرتبسازي يا جستجوي داده ها را درون نرم افزار پياده سازي كند.

براي درك دلايلي كه منجر به كنار گذاشتن سيستم فايلينگ و عرضه سيستمهاي مديريت پايگاه داده شد ابتدا بايد معايب فايلينگ را بررسي كنيم.
الف) در سيستم فايلينگ، برنامه نويس مجبور است براي هر كاربرد خاص، فايلهاي مجزايي را طراحي و پياده سازي كند و از آنجا كه تمام عمليات ذخيره‌‌سازي و بازيابي توسط كدهاي برنامه كنترل ميشود، هر تغيير كوچكي در برنامه مستلزم بازنويسي كدهاي نرم افزار است. به اين ترتيب توليد يك نرم افزار به حجم بالايي از كدنويسي نياز دارد.
ب) سیستم دچار افزونگي در ذخیره سازی اطلاعات ميشود؛ به اين معني كه ً مثلا نشاني دانشجو يكبار در فايلهاي نرم افزار اداره رفاه  و بار ديگر در فايلهاي نرم افزار اداره آموزش ثبت ميشود و همين مسأله "تكرار در ذخيره سازي" را به دنبال خواهد داشت.
ج)  جدا بودن سيستمهاي ذخيره سازي اطلاعات از هم، مشكل ديگري را به دنبال دارد كه آن را احتمال "ناسازگاري دادهها" مي ناميم. براي مثال اگر فردي در سيستم پرسنلي با نام "امیر فروزنده" و در سيستم آموزشي به اسم "امیر فروزنده دهكردي" معرفي شده باشد، دادههاي مربوط به اين فرد در دو زيرسيستم، ناسازگار تلقي خواهند شد.
د) به دليل وجود فايلهاي متعدد، اعمال استاندارد در شيوه ذخيره سازي دادهها بسيار دشوار است و به عنوان مثال ممكن است براي ذخيره سازي نام خانوادگي در فايلهاي مختلف، از اندازههاي متفاوتي استفاده شود.

 با وجود اين كه هنوز هم براي توليد برنامه هاي كوچك از سيستم فايلينگ استفاده ميشود اما توليد نرم افزارهاي يكپارچه كه همه نيازهاي يك سازمان را رفع كند و براي مثال شامل سيستم پرسنلي، مالي و آموزشي يك دانشگاه باشد نيازمند استفاده از پايگاه داده است. بهره گيري از يك " سيستم مديريت پايگاه داده"  باعث ايجاد تمركز در ذخيرهسازي اطلاعات ميشود و در صورت طراحي صحيح، افزونگي و ناسازگاري اطلاعات را از بين مي برد. به عنوان مثال، مشخصات پرسنلي تنها يكبار و با رعايت استانداردي مشخص ذخيره خواهد شد. علاوه بر اين، ذخيره سازي و بازيابي اطلاعات بر عهده اين سيستم گذاشته ميشود و برنامه نويس مجبور نيست مانند روش فايلينگ، براي ايجاد يا تغيير فايلها، اضافه كردن ركورد و جستجو و مرتبسازي، كدهاي اضافي بنويسد. با توجه به مطالب ذكر شده ميتوان پايگاه داده را به اين صورت تعريف كرد : "مجموعهاي سازمان يافته و بدون افزونگي از دادههاي مرتبط با هم كه در چارچوب يك مدل دادهاي و تحت كنترل يك سيستم متمركز قرار دارند".

architecture

2- سيستم مديريت پايگاه داده
در تعريف پايگاه داده از يك "سيستم متمركز"  نام برديم كه پايگاه داده را تحت كنترل دارد. اين  سيستم متمركز را " سيسم مديريت پايگاه داده"  به اختصار DBMS. مي ناميم؛ يعني دروازهاي كه  هرگونه دسترسي به دادهها و تغيير اطالعات بايد از طريق آن صورت گيرد.در واقع، پايگاه داده و فايلهاي آن تحت كنترل نرمافزار DBMS هستند و حتي برنامه نويس، درخواستهاي خود را از طريق كد به آن ارسال نموده و تنها اين سيستم است كه ميداند چگونه دادهها را درون فايلهاي پايگاه داده ذخيره و بازيابي كند و در صورت نياز تغيير دهد. در مجموع، سيستم مديريت پايگاه داده نسبت به سيستمهاي ذخيره و بازيابي پيش از خود داراي مزايا و معايب زير است:


مزايا :
الف) ذخيره سازي و پردازش دادهها به صورت متمركز انجام ميشود.
ب) تاحد زيادي از افزونگي دادهها جلوگيري ميشود؛ برای نمونه مشخصات پرسنلی افراد مانند نام، نام خانوادگی و ... تنها در یک بخش از پایگاه داده ذخیره خواهد شد.
ج) امكان به اشتراك گذاشتن دادهها و استفاده همزمان چند برنامه كاربردي از پايگاه داده وجود دارد.
د) اعمال محدوديتهاي امنيتي براي كنترل دسترسيها امكانپذير است.
ه) صحت دادهها (مستقل از برنامه هاي كاربردي) تضمين ميشود. براي مثال اگر در برنامه كاربردي روشي براي اعتبارسنجي تاريخ درنظر نگرفته شده باشد و تاريخ 1389/10/32 قابل ورود باشد، پايگاه داده از ثبت آن جلوگيري خواهد كرد.
و) پياده سازي برنامه هاي كاربردي جديد سادهتر است.

معايب
الف) طراحی سيستمهای پايگاه داده پيچيده و زمانبر است.
ب) هزينه قابل توجهی صرف خريد نرم افزار و نصب تجهيزات سخت افزاري ميشود.

درحال حاضر SQL Server ، MySQL ،Access ، Oracle و PostgreSQL جزو پركاربردترين سيستمهاي مديريت پايگاه داده در دنيا محسوب ميشوند و افراد و سازمانها بسته به ميزان كارايي و هزينهاي كه ميخواهند پرداخت كنند، يكي از آنها را به عنوان منبع ذخيرهسازي و مديريت دادههاي خود انتخاب مي نمايند. اين نرم افزارهاي قدرتمند و پيچيده روزبه روز در حال تكامل هستند و در برخي از آنها علاوه بر امكانات مديريت دادهها، ابزارهايي براي ساخت فرمهاي ورود اطالعات و نيز توليد گزارش وجود دارد.

database1

 3- ساختار پايگاه داده
وظيفه يك سيستم مديريت پايگاه داده اين است كه دادهها را از كاربر گرفته و به نحو صحيحي روي حافظه رايانه ذخيره كند؛ به گونه اي كه بازيابي آنها در سريعترين شكل امكانپذير باشد. علاوه بر اين براي كنترل دسترسي به دادهها بايد پيش بينيهاي لازم را صورت دهد تا افراد غيرمجاز نتوانند دادهها را مشاهده نموده يا تغييري در آنها ايجاد كنند. اين پيچيدگي، زماني بيشتر ميشود كه صدها كاربر بخواهند به طور همزمان و از طريق شبكه، عمليات موردنظرشان را روي داده ها انجام دهند. اغلب DBMSها براي مديريت دادهها و پاسخگويي به درخواستهاي كاربران از معماري سه سطحي استفاده ميكند. اين سطوح ضمن مستقل بودن، به گونه اي با هم تعامل دارند كه هدف نهايي سيستم يعني دسترسي كاربران به دادههاي موردنياز و مجاز محقق شود. اين سطوح سه گانه عبارتند از : 

الف) سطح خارجي 
ب) سطح مفهومي
ج)سطح داخل

الف) سطح خارجي:
كاربران پايگاه داده و نرم افزارهاي كاربردي با اين سطح سروكار دارند وهر كدام بسته به نقشي كه در سيستم براي آنها تعريف شده، مجاز به مشاهده و تغيير بخشي از اطلاعات هستند. 

ب) سطح مفهومي:
اين سطح، ساختار طراحي شده براي پايگاه داده و ازتباطات بين عناصر بانك اطالعاتي را شامل ميشود.

ج) سطح داخلي :
نحوه ذخيره سازي داده ها روي سخت افزار  در اين سطح تعيين ميشود. سطح داخلي با جزييات ذخيره‌‌سازي فيزيكي و روشهاي فايلينگ سروكار دارد. سطح بندي سيستم به اين دليل انجام شده تا به عنوان مثال، كاربري كه ميخواهد يك گزارش ساده از سيستم بگيرد، درگير جزييات ذخيرهسازي داده ها درون فايلها نشود. عالوه بر اين اگر الزم شد تغييري در نحوه ذخيرهسازي دادهها (سطح داخلي) ايجاد شود، ِ ديد كاربران (سطح خارجي) بدون تغيير باقي بماند.

4- مدل داده اي
در تعريف پايگاه داده با دو مفهوم بسيار مهم مواجه شديم. اولين مفهوم، " مديريت متمركز " بود كه نشان داديم اين وظيفه مديريتي بر عهده نرم افزار مديريت پايگاه داده است. دومين مفهوم "مدل دادهاي" است كه آن را در اين بخش بررسي ميكنيم.
فرض كنيد از شما خواسته شده سيستم آموزشي مدرسه خود را در قالب يك پايگاه داده تعريف نماييد. براي تبديل يك ساختار واقعي به سيستم نرم افزاري بايد در چارچوب يك مدل كار كنيد تا بتوانيد عناصر، دادهها و مفاهيم موجود در ساختار آموزشي يك مدرسه را در محيط مجازي تعريف و در قالب يك ساختمان داده پيادسازي نماييد.
 ً مثالا عنصري مثل دانشآموز  دادهاي مانند " نمره " يا مفهومي مثل " پيشنياز بودن " را در قالب يك مدل نشان بدهيد؛ به گونهاي كه اين تعريفها در همه بخشهاي طراحي شما صادق باشد. همزمان با ايجاد مفهومي به نام پايگاه داده، روشهايي هم براي طراحي و مدلسازي دادهها ابداع شد كه معروفترين آنها عبارتند از :

الف) مدل سلسسله مراتبي (Hierarchical)
ب) مدل شبكهاي (Network)
ج) مدل شيءگرا (Object Oriented) 
د) مدل رابطه اي(Relational)

ادامه دارد...

 

Chanal

 

 

 

مطالب مرتبط
-------------------------------------------------

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

خبرنامه

آدرس ایمیل خود را در کادر زیر وارد نمایید تا از آخرین اخبار تارنمای روستا شهر مطلع شوید.

تماس با ما

اطلاعات تماس تیم مدیریت تارنمای روستاشهر

  • شماره تماس : 09125518462

 

 

روستا شهر به روایت آمار

کاربران
42
مطالب
402
نمایش تعداد مطالب
739641
شما اینجا هستید: صفحه ی اصلی آموزش نرم افزار آموزش مفاهیم بنیادی پایگاه داده Database
Web Analytics