آشنایی با انواع database و کاربرد و اهمیت آنها بهمراه ویدئو

در گوشه گوشه‌ی فضای مجازی هر میزبانی نیاز به یک بانک اطلاعاتی یا دیتابیس(database) دارد تا بتواند امور خود را پیش ببرد. با استفاده از دیتابیس‌ها، سازمان‌ها با هزینه بسیار ناچیز می‌توانند تحلیل‌های بسیار دقیق‌تری از کاربران خود داشته باشند و سیاست‌های آینده را مشخص نمایند. در این مقاله از سری مقالات آموزش برنامه نویسی اندروید تلاش شده تا ابتدا مفهوم پایگاه‌داده به صورت کامل توضیح‌داده شود، سپس انواع database برای چیدمان اطلاعات معرفی شده‌اند. همراه ما باشید.

دوره معرفی شده در ویدئو

دیتابیس (Database) یا پایگاه داده چیست؟

به طور ساده می‌توان گفت دیتابیس مجموعه سازمان یافته و مرتب شده و منظم از اطلاعات است که بر روی یک فضای ذخیری سازی، ذخیره می‌شود. بیشترین استفاده دیتابیس‌ها در اینترنت و وبسایت‌ها می‌باشد و مقصود از ایجاد و طراحی پایگاه‌های داده ذخیره‌ سازی و دستیابی به اطلاعات می‌باشد.

سلسله مراتب دیتابیس

این سیستم اطلاعاتی مانند هر سیستم دیگری دارای سلسله مراتب زیر است. اجزای این سلسله مراتب از کوچک به بزرگ به شرح زیر است:

• بیت(bit): ظریف ترین واحد حافظه یا همان Memory است.
• بایت(byte): از ترکیب هر هشت بیت تشکیل می‌شود.
• کاراکتر(نویسه(character)): اولین سطح از داده‌های منطقی که قابل درک برای انسان است، مانند حروف الفبا.
• فیلد(field): هر ستون از جدول اطلاعات پایگاه داده.
• رکورد(Record): هر سطر از جدول اطلاعات پایگاه داده.
• فایل(file): مجموعه از فیلد و رکوردها مربوط به یک بخش
• جدول(Table): اصلی‌ترین بخش دیتابیس که ترکیب سطر و ستون‌ها برای ذخیره‌ سازی داده‌هاست.
• پایگاه اطلاعات(Database): مجموعه‌ای از جدول‌ها.

اجزاء تشکیل دهنده دیتابیس

دیتابیس از هفت جز تشکیل شده‌اند که این اجزا به شرح زیر است:

• کاربر: فردی که از دیتابیس استفاده می‌کند.
• سخت افزار: که عبارت است تمام سیستم‌های فیزیکی و قابل لمسی که برای ارتباط، ذخیره‌سازی و سایر کاربردها وجود دارد.
• نرم ‌افزار: کار ارتباط میان کاربر و سخت افزار را انجام می‌دهد.
• DBP : برنامه‌نویس پایگاه داده(Database Programmer) که کار طراحی ساختار پایگاه داده را انجام می‌دهند.
• DBA : مدیر پایگاه داده(Database Admin) که مهارت آنان مدیریت پایگاه داده با استفاده از علم مدیریت اطلاعات است.
• DBD : طراحان پایگاه داده(Database Designers) افراد هستند که پایگاه‌‌های داده را با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی کد نویسی می‌کنند.
• داده: اطلاعتی که در پایگاه داده ذخیره می‌شود.

دسته بندی دیتابیس‌ها

پایگاه داده انواع بسیار زیادی دارد. معروف‌ترین انواع database عبارت‌اند از:

SQL، NoSQL، Teradata، Apache Derby(Cloudscape)، Sybase، Firebird، Netezza، Greenplum، LucidDB، HP Neovie، Interbase، Hypersonic(hsqldb)، Ingres، Infobright و Infobright.

پایگاه های داده SQL

نوعی از پایگاه داده است که توسط شرکت مایکروسافت با تکنولوژی رابطه‌ای (RDBMS) عرضه شده است و استفاده از آن به صورت اختصاصی برای ویندوز می‎باشد اما از سال 2016 مایکروسافت قابلیت دسترسی لینوکس را برای آن فعال کرده است. به زبان ساده باید گفت Structured query language یا به صورت مختصر SQL ساختار سازی منظم داده‌ها به سبب ارتباط سریع و بهتر با سایر داده‌ها است.

پایگاه های داده NoSQL(not only sql)

یکی دیگر از انواع database که اطلاعات را به صورت غیر جدولی ذخیره می‌نمایند، پایگاه داده NoSQL است. دسته بندی این دیتابیس به شرح زیر است:

• پایگاه داده‌ی graph-based: نوعی از پایگاه داده است که علاوه بر داده‌ها بر رابطه میان داده‌ها توجه ویژه دارد و آن‌ها را با خود داده‌ها ذخیره می‌کند.
• پایگاه داده‌ی column-based: گونه‌ای از دیتا بیس‌ها می‌باشد که نگرش آن بر مبنای ستون‌هاست که دستیابی به داده‌ها را سرعت ‌می‌بخشد.
• پایگاه داده‌ی document-based: که نام دیگر آن schema-less است و در آن بسته به صورت مورد نیاز، و به صورت فعال و پویا داده‌ها را ذخیره سازی می‌کند.
• پایگاه داده‌ی key-value: این نوع پایگاه داده تعدادی کلید(key) با مقدار (value) مرتبط را ذخیره سازی می‌کنند و استفاده از آن عموما در محل‌هایی با داده‌های ساده و منطق ساده رواج دارد تا سرعت را افزایش دهد.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس‌های NOSQL

همانطور که پیش‌تر اشاره شد این سیستم از 4 مدل  ذخیره سازی داده استفاده می‌کند، برای هر مدل سیستم‌های مدیریت خاصی وجود دارد که این موارد به شرح زیر است:

• مدل Graph Databases: که ابزارهایی نظیر Neo4J ، Polyglot ، HyperGraphDB و  Dgraph دارد.
• مدل wide-column stores: که با استفاده از Cassandra ، SAP HANA و HBase مدیریت می‌شود.
• مدل key-value stores: که با ابزارهایی نظیر Redis و Riak ، Voldemort مدیریت می‌شود.
• مدل Document Databases: که توسط سیستم های MongoDB ، CouchDB ، CosmosDB و DynamoDB اداره می‌شوند.

انواع database

تنوع پایگاه داده بسیار است. این گستردگی به شرح زیر است:

پایگاه داده رابطه‌‌ای (Relational databases)

گونه‌ای از پایگاه‌های اطلاعاتی که بعد از دو پایگاه اطلاعاتی ضعیف سلسله مراتبی و شبکه‌ای طراحی و تولید شد، پایگاه داده‌ی رابطه‌ای است و اساس آن بر مبنای مفهوم ریاضی رابطه استوار است. مزیت این نوع از پایگاه داده حفظ و ذخیره داده بر اساس رابطه‌ی موجود بین داده‌ها و خود داده‌هاست.

پایگاه داده شی‌گرا (Object database)

نوعی از پایگاه‌های داده که مانند زبان‌های برنامه نویسی شی‌گرا در قالب اشیا ذخیره و نمایش پیدا می‌کنند.

پایگاه داده توزیع‌ شده (Distributed database)

گونه‌ای از دیتابیس‌ها هستند که ذخیره‌سازی را در چند سیستم جدا با چند پردازنده مختلف انجام می‌دهند که توسط یک شبکه بهم متصل هستند.

پایگاه داده نمودار

یکی دیگر از انواع database ، پایگاه داده نموداری است. نموداری مفهومی که از آن برای نمایش روابط میان جزهای یک دیتابیس سود برده می‌شود.

پایگاه داده ابری (Cloud Database)

در این نوع از پایگاه داده اطلاعات در سرورهای فیزیکی مربوط به یک فضای ابری ذخیره و مدیریت می‌شوند و مدیریت آن توسط سرویس دهنده‌ی ابری صورت می‌گیرد.

پایگاه داده متمرکز (Centralized database)

نوعی از پایگاه داده که عموما در مراکز تجاری، آموزشی کاربرد دارد و در آن یک سیستم مرکزی وجود دارد که تمام اطلاعات مورد نیاز در آن سیستم ذخیره می‌شود و سایز سیستم‌ها به سطوح مختلف به آن دسترسی دارند.

پایگاه داده عملیاتی

در این گونه، عملیات‌های مختلف سازمان نظیر بازاریابی، خدمات، مشتریان، روابط تجاری و خط مشی سازمان ذخیره می‌شود که برای ارائه خدمات مطلوب‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس‌ (Database Management System)

حال که با انواع database آشنا شدیم، مفهوم سیستم مدیریت پایگاه داده را معرفی می‌کنیم. سیستم مدیریت پایگاه داده یا DBMS نرم افزاری است که طراحی شده تا با استفاده از ابزارها امکان مدیریت اطلاعات را به کاربر بدهد.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس‌های SQL

دیتابیس Oracle

یک سیستم مدیریت پایگاه داده است که از نوع چند مدلی یا multi model می‌باشد و کار آن صرفا محدود به یک بخش و جز نیست. اصلی‌ترین کاربرد این سیستم در حال حاضر OLTP نام دارد که در آن در مقیاس بزرگ تراکنش‌ها و صحت تراکنش‌ها را مدیریت می‌کند.

دیتابیس Microsoft SQL Server

یک نرم‌افزار است که برای سیستم مدیریت بانک‌های اطلاعاتی رابطه‌ای توسط شرکت Microsoft ارائه شده‌است. این محصول، نرم‌افزاری است که عملکرد اصلی آن ذخیره‌سازی، بازیابی و نمایش اطلاعات با توجه به درخواست سایر برنامه‌ها  و کاربران می‌باشد

دیتابیس MySQL

مای‌اس‌کیوال یک سیستم مدیریت پایگاه اطلاعاتی به صورت متن‌باز و یک بانک اطلاعاتی ‌است، که ارائه دهنده آن شرکت اوراکل (Oracle Corporation) است. این سیستم به چندین کاربر اجازه استفاده هم‌زمان از داده‌ها را می‌دهد، همچنین برای لینوکس است و به صورت اریگان در اختیار عموم قرارگرفته. این دیتابیس با زبان php  مرتبط است و عموم استفاده از آن در سیستم مدیریت محتوا مثل ورود پرس می‌باشد.

دیتابیس DB2

سیستم مدیریت اطلاعات قدرتمندی است که توسط شرکت IBM تولید و عرضه شده است که عموما برای پردازش برخط تراکنش‌ها کاربرد دارد. همچنین از آن در ساخت بانک اطلاعاتی حجیم (Data Warehouse) و داده کاوي (Data Mining) استفاده می‌شود. این سیستم قابلیت توسعه مقایس و ظرفیت سیستم را فراهم نموده که در جایگاه خود، خاص و نو آورانه می‌باشد.

دیتابیس Microsoft Access

 Access یکی از نرم افزارهای مجموعه مایکروسافت آفیس است که می‌توان از آن به عنوان پایگاه داده‌ استفاده نمود. اکسس با یک رابط کاربری ساده ابزاری برای طراحی و تولید پایگاه داده می‌باشد.

دیتابیس PostgreSQL

این پایگاه داده، برای ذخیره‌سازی اطلاعات سیستم‌های متفاوت نظیر وب ‌اپلیکیشن‌ها، سیستم‌های تجزیه‌و‌تحلیل و گوشی موبایل مورد استفاده قرا می‌گیرد که از مدل رابطه‌ای است و به صورت اوپن سورس است. مزیت این سیستم پشتیبانی از زبان کوئری ساختار‌یافته SQL است که منجر به آن شده تا تمام ویژگی‌های دیتابیس SQL و جست‌وجوهای JSON غیر‌رابطه‌ای را پوشش دهد. مزیت دیگر این سیستم آن است که برای اکثر سیستم عامل ها نظیر لینوکس، مک او اس و ویندوز در دسترس است.

سیستم های مدیریت دیتابیس‌های NOSQL

پایگاه داده MongoDB

MongoDB از جمله بانک اطلاعاتی‌های NoSQL است که از ساختار منعطف برخوردار می‌باشد. این سیستم که به صورت متن باز و رایگان عرضه شده در اکثر سیستم عامل‌ها پشتیبانی شده و کاربرد آن در پروژه‌های حجم بالاست.

پایگاه داده Apache Cassandra

Cassandra از مجموعه سیستم‌های اطلاعاتی NoSQL است که همانند تمامی آن ها به صورت متن باز و رایگان عرضه شده است. این سیستم دارای قابلیت دسترسی بالا برای داده‌های حجیم روی میزبان‌های معمولی کاربرد دارد.

پایگاه داده Redis

Redis مخفف عبارت Remote Dictionary Server، از جمله پایگاه داده‌های NoSQL که به خاطر ویژگی‌های نظیر انعطاف بالا، سرعت زیاد و استفاده از شیوه Key-Value محبوب شده است. عملکرد این سیستم عموما بر روی حافظه RAM بوده و برای داده‌هایی با تاریخ مصرف کوتاه مناسب است.

پایگاه داده Neo4j

این یک بانک اطلاعاتی گرافیکی است که میزبان آن جاوا می‌باشد. این سیستم با ذخیره سازی گره ها، یال های متصل کننده آن‌ها و ویژگی‌های گره‌ها و لبه‌ها به کاربر امکان رهگیری سریع و ساده‌تر اطلاعات مرتبط را می‌دهد.

سخن پایانی

در این مقاله در مورد دیتا بیس، انواع آن، تفاوت انواع آن و سیستم‌های مدیریت هر نوع، کاربردها و ویژگی‌های پایگاه‌های داده به صورت مفصل بحث شد. هر یک از انواع database برای کاربردهای متفاوتی مناسب هستند. با توجه به نیازهای کاربردی هر سازمان و پروژه‌ای باید پایگاه‌های داده مناسب خود را انتخاب کنید. درک تفاوت‌های این انواع پایگاه‌های داده و توانایی‌های هر کدام، کلید موفقیت در طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های اطلاعاتی خواهد بود.

با ثبت نظرات، انتقادات، پیشنهادات و همچنین سوالات خود در بخش دیدگاه‌ها، سایت ما را در راستای بهبود کیفیت خدماتمان یاری نمایید.