سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS)

سیستم مدیریت پایگاه داده (Database Management System-DBMS) مجموعه ای از برنامه های کامپیوتری هستند که ایجاد، حفظ و نگهداری و استفاده از پایگاه داده یک سازمان و کاربران آن را کنترل می کنند. DBMS به سازمان ها و ارگان ها امکان کنترل کامل بر پایگاه های اطلاعاتی را توسط مدیر پایگاه داده (Database Administrator – DBAs)، فراهم می آورد. سیستم های مدیریت پایگاه داده، می توانند از مدل های مختلف پایگاه داده استفاده کنند، که شامل مدل های شبکه ای و یا رابطه ای می شود. در سیستم های بسیار بزرگ، سیستم مدیریت پایگاه داده به کاربران و سایر نرم افزارها، امکان ذخیره سازی و بازیابی داده ها را به صورت ساخت یافته و سازماندهی شده، فراهم می آورد. سیستم مدیریت پایگاه داده، یک سازماندهی منطقی برای پایگاه های داده ایجاد نموده و به دسترسی و استفاده از اطلاعات موجود در پایگاه های داده کمک می کند. DBMS، دسترسی به داده ها را تسهیل می کند، یکپارچگی و همگن بودن داده ها را تضمین می کند، به روز بودن و کارکرد همزمان پایگاه های داده را مدیریت نموده و ذخیره سازی و بازیابی مجدد داده ها را در پایگاه های داده مختلف مدیریت و کنترل می کند.

مرور کلی

DBMS مجموعه ای از برنامه های کامپیوتری است که سازماندهی، ذخیره سازی و مدیریت و بازیابی داده ها، در یک پایگاه داده را کنترل و مدیریت می کند. DBMS بر اساس ساختار داده و یا نوع آنها، طبقه بندی و فهرست بندی می شوند. DBMS مجموعه ای از برنامه های از پیش نوشته شده است که برای ذخیره سازی، به روز رسانی و بازیابی اطلاعات پایگاه داده مورد استفاده قرار می گیرد. DBMS درخواست های داده از برنامه های کاربردی یا اپلییشن ها را دریافت کرده و سیستم عامل دستور انتقال داده های متناسب با درخواست ها را صادر می کند. زمانی که از یک DBMS استفاده می شود، سیستم های اطلاعات، می توانند مطابق با تغییرات نیازمندی های اطلاعاتی سازمان ها، به سادگی تغییر کنند. یک فهرست جدید از داده ها می توانند به پایگاه داده بدون آسیب دیدگی اضافه شوند. سازمان ها ارگان هایی که از سیستم مدیریت پایگاه داده استفاده می کنند، می توانند از یک نوع DBMS برای پردازش تراکنش های روزانه استفاده نموده و سپس اطلاعات را به یک کامپیوتر دیگر منتقل نموده و از یک سیستم مدیریت پایگاه داده دیگر که مناسب آنالیز و پرسش گیری تصادفی از پایگاه داده باشد، استفاده کنند. طراحی تصمیمات کلی سیستم، توسط مدیر داده و تحلیلگر سیستم انجام می شود. جزئیات مربوط به طراحی پایگاه داده توسط مدیر پایگاه داده انجام می شود. سرورهای پایگاه داده، کامپیوترهایی هستند که پایگاه های داده را نگهداری می کنند و تنها DBMS و نرم افزارهای مرتبط به آن را اجرا می کنند. سرورهای پایگاه داده، معمولاً کامپیوترهای چند پردازنده ای هستند که دارای حجم بالایی از حافظه RAM و هارددیسک های با سرعت بالا به منظور ذخیره سازی پایدار و امن می باشند. تسریع کننده های سخت افزاری پایگاه های داده، به یک یا چند سرور متصل از طریق کانال های با سرعت بالا، متصل می شوند که برای پردازش تراکنش های با حجم بالا مورد استفاده قرار می گیرند. سیستم های مدیریت پایگاه داده در قلب بیشتر پایگاه های داده نرم افزار های کاربردی دیده می شوند. پایگاه های داده از روزهای نخست توسعه کامپیوترها مورد استفاده قرار گرفته اند. برخلاف سیستم های مدرن که می توانند بر روی یک طیف گسترده ای از پایگاه های داده با نیازهای مختلف، اعمال شوند، بخش وسیعی از سیستم های قدیمی، تنها به یک سری پایگاه های داده خاصی متصل می شدند. در ابتدا DBMS تنها در سازمان های بزرگ وجود داشت که دارای سخت افزار کامپیوتری لازم برای پشتیبانی از یک حجم زیاد از داده ها و اطلاعات را داشتند.

پایگاه داده (Database) چیست ؟

سیستم مدیریت پایگاه داده، مجموعه ای از داده ها به هم مرتبط می باشد که نماینده برخی از جنبه های دنیای واقعی هستند. یک سیستم پایگاه داده برای ایجاد و به اشتراک گذاری داده ها به یک منظور خاص طراحی می شوند.

سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) چیست ؟

سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) یک نرم افزار برای ذخیره سازی و بازیابی داده های کاربران است در حالی که ملاحظات امنیتی مربوط به داده ها را در نظر می گیرد. DBMS شامل چندین برنامه است که پایگاه داده را حفظ و نگهداری می کند. سیستم مدیریت پایگاه داده درخواست ها از برنامه های کاربردی که در مورد دسترسی به داده ها است را دریافت نموده و به سیستم عامل دستور فرآوری داده های را ارسال می کند. در سیستم های بسیار بزرگ، یک DBMS به کاربران و سایر نرم افزارهای نسل سوم، کمک می کند تا داده ها را ذخیره سازی و بازیابی کنند. DBMS به کاربران اجازه می دهد که پایگاه های داده مربوط به خودشان را بر اساس نیازمندی های اختصاصی خود ایجاد کنند. واژه DBMS شامل کاربران پایگاه داده و برنامه های کاربردی است که بین برنامه ها، کاربران و داده ها ارتباط ایجاد می کند.

مثالی از سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS)

اجازه دهید که یک مثال ساده از یک پایگاه داده مربوط به یک دانشگاه را ببینیم. این پایگاه داده در ارتباط با داده های دانشجویان، درس ها و نمرات در یک محیط دانشگاهی می باشد. این پایگاه داده در 5 فایل سازماندهی شده است.

1- فایل مربوط به دانشجویان، که داده های مربوط به هر دانشجو را ذخیره سازی می کند.

2- فایل مربوط به درس ها، که داده های مربوط به هر درس را ذخیره سازی می کند.

3- فایل مربوط به سکشن ها، که اطلاعات مربوط به سکشن های هر درس را ذخیره سازی می کنند.

4- فایل مربوط به نمرات، نمراتی که دانشجویان در سکشن های مختلف دریافت می کنند را ذخیره سازی می کنند.

5- فایل مربوط به مدرسین، که شامل اطلاعات مربوط به مدرس هر درس می باشد.

برای تعریف یک پایگاه داده، نیاز به تعیین ساختار رکوردهای هر فایل از طریق تعیین انواع مختلف نوع داده برای ذخیره سازی اطلاعات در هر یک از رکوردها می باشد. که البته ما می توانیم از یک طرح کدگذاری برای نمایش مقادیر مربوط به داده های هر آیتم استفاده کنیم. در هر حال پایگاه داده شما دارای 5 جدول به همراه یک کلید بیرونی خواهد بود.

تاریخچه سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS)

در اینجا برخی نکات برجسته در مورد تاریخچه سیستم مدیریت پایگاه داده ارائه شده است.

1- چارلز باچمن برای اولین بار سیستم مدیریت پایگاه داده در در سال 1960 طراحی کرد.

2- در سال 1970 کاد، سیستم مدیریت اطلاعات شرکت IBM را ارائه کرد.

3- پیتر چن در سال 1976 مدل رابطه ای را که همچنین به نام ER نامیده می شود را تعریف کرد.

4- در سال 1980، مدل پایگاه داده رابطه ای به طور گسترده مورد پذیرش عمومی قرار گرفت.

5- در سال 1985 سیستم مدیریت پایگاه داده شئی گرا توسعه و تکامل پیدا کرد.

6- در دهه 1990 مفاهیم مدل شئی گرا در سیستم های مدیریت پایگاه داده رابطه ای به کار گرفته شد.

7- در سال 1991، شرکت ماکروسافت، MS access را به عنوان یک سیستم مدیریت پایگاه داده شخصی به کار گرفت و جایگزین تمامی سیستم های مدیریت پایگاه داده شخصی دیگر شد.

8- در سال 1995، اولین پایگاه های داده اینترنتی و تحت شبکه مورد استفاده قرار گرفت.

9- در سال 1997 XML در پردازش های پایگاه داده به کار گرفته شد. بسیاری از کمپانی ها شروع به تلفیق XML در سیستم های مدیریت پایگاه داده کردند.

ویژگیهای سیستم مدیریت پایگاه داده

برخی از ویژگی های سیستم های مدیریت پایگاه داده عبارتند از:

1- امنیت داده ها را تأمین نموده و از تکرار داده ها و اطلاعات جلوگیری می کنند.

2- ماهیت خود -تعریفی یک سیستم پایگاه داده

3- تفکیک برنامه ها و داده ها

4- پشتیبانی از نمایش چندگانه داده ها

5- اشتراک داده ها و پردازش تراکنش چند کاربره

6- سیستم مدیریت پایگاه داده با ایجاد اجزاء و روابط بین آنها، جداول داده را ایجاد می کند.

7- سیستم مدیریت پایگاه تأمین کننده ACID می باشد. این واژه اول کلمات اختصار، پایداری، تفکیک و پایایی داده ها می باشد.

8- سیستم مدیریت پایگاه داده، از محیط های چند کاربره پشتیبانی می کند و به کاربران امکان دسترسی و کار با داده ها به طور همزمان را می دهد.

کاربران در محیط سیستم مدیریت پایگاه داده

در جدول زیر انواع کاربران یک سیستم مدیریت پایگاه داده نشان داده شده است.

نرم افزارهای معروف سیستم مدیریت پایگاه داده

برخی از معروف ترین نرم افزارهای سیستم مدیریت پایگاه داده در اینجا لیست شده است:

کاربردهای سیستم مدیریت پایگاه داده

در جدول زیر برخی از کاربردهای سیستم مدیریت پایگاه داده جمع آوری شده است.

انواع سیستم های مدیریت پایگاه داده

چهار نوع مختلف از سیستم مدیریت پایگاه داده وجود دارد که در شکل زیر نشان داده شده است و شامل سیستم مدیریت پایگاه داده سلسله مراتبی، شبکه ای، رابطه ای و شئی گرا می شود.

سیستم مدیریت پایگاه داده سلسله مراتبی

در یک پایگاه داده سلسله مراتبی، مدل داده به صورت یک ساختار درختی سازماندهی می شوند. داده ها به فرمت سلسله مراتبی ذخیره سازی می شوند. در این نوع سیستم مدیریت پایگاه داده، داده ها با استفاده از یک رابطه والد-فرزندی نمایش داده می شوند. در DBMS رابطه ای، یک والد می تواند چندین فرزند داشته باشد اما یک فرزند تنها می تواند یک والد داشته باشد.

سیستم مدیریت پایگاه داده شبکه ای

مدل پایگاه داده شبکه ای، به هر فرزند امکان داشتن چندین فرزند را می دهد. این سیستم به شما کمک می کند تا روابط پیچیده تری را مدل کنید. این روابط می تواند شامل روابط چندتا به چندتا (Many-to-many) باشد. در این مدل، اجزا در یک گراف سازماندهی می شوند که از مسیرهای مختلفی قابل دسترسی می باشند.

سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای

سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای، رایج ترین مدل DBMS می باشد، زیرا ساده ترین نوع DBMS به حساب می آید. این مدل بر اساس نرمال سازی داده ها در ردیف ها و ستون های یک جدول قرار دارد. مدل های رابطه ای در یک ساختار ثابت ذخیره سازی می شوند و با استفاده از SQL مورد استفاده قرار می گیرند.

سیستم مدیریت پایگاه داده شئی گرا

در مدل شئی گرا، داده ها به فرم اشیا ذخیره سازی می شوند. این ساختار به نام کلاس نامیده می شوند که داده ها در آنها قرار داده می شوند. این نوع DBMS یک پایگاه داده به صورت مجموعه ای از اشیاء را ایجاد می کند که هم داده ها، مقادیر و عملیات ها را در خود ذخیره سازی می کند.

مزایای استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده

استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده دارای مزایایی است که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد. DBMS تکنیک های مختلفی در ذخیره سازی و بازسازی داده ها فراهم می آورد. DBMS به عنوان یک ابزار کارآمد در ایجاد تعادل بین نیازهای نرم افزارهای کاربردی مختلف در هنگام استفاده از یک داده است. از مزایای دیگر استفاده از DBMS ایجاد پروسه مدیریت همگن در مواجه با داده ها است. مزیت دیگر در آن است که برنامه نویسان نرم افزارها، هیچگاه در معرض جزئیات مربوط به نمایش و ذخیره سازی داده ها قرار نمی گیرند و کمتر درگیر این مسائل می شوند. DBMS از توابع قدرتمند مختلفی برای ذخیره سازی و بازیابی با راندمان بالای داده ها استفاده می کند. استفاده از DBMS تضمین کننده امنیت و پایداری داده های است. همچنین استفاده از DBMS امکان دسترسی همزمان چندین کاربر به اطلاعات پایگاه های داده را فراهم می آورد و نهایتاً استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده باعث کاهش زمان تکامل پروژه های نرم افزاری می گردد.

معایب استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده

استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده دارای معایبی نیز می باشد. که در ادامه به توضیح مختصری در مورد هر یک می پردازیم. نخست آنکه هزینه های سخت افزاری به نسبت بالاتر می باشند. دوم آنکه هزینه های سازمان و یا ارگانی که از DBMS برای مدیریت اطلاعات خود استفاده می کند، افزایش پیدا خواهد کرد. اکثر سیستم های مدیریت پایگاه داده اغلب پیچیده هستند در نتیجه آموزش کاربران به منظور استفاده و کار با این سیستم ضروری است. در برخی سازمان ها تمامی داده ها در یک پایگاه داده منفرد ذخیره سازی شده اند، که این حالت می تواند منجر به از دست رفتن داده ها به دلیل اختلالات الکترونیکی در پایگاه داده شود و در نتیجه منجر به ضررهای مالی و مشکلات حاد در آنها شود. در برخی موارد استفاده همزمان برنامه ها از اطلاعات پایگاه های داده می تواند منجر به از دست رفتن برخی اطلاعات گردد. نهایتاً یکی دیگر از مشکلات استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده، آن است که محاسبات پیچیده را نمی توان توسط DBMS انجام داد.

چه زمانی نباید از یک سیستم مدیریت پایگاه داده استفاده کرد ؟

با وجود اینکه استفاده از DBMS مفید می باشد. اما همچنان مواردی وجود دارد که استفاده از این سیستم ها توصیه نمی شود. استفاده از DBMS به طور کلی در مواردی که کنترل هزینه ها دارای اهمیت است و یا تخصص کافی برای کار و راه اندازی DBMS وجود ندارد، توصیه نمی شود. در این موارد استفاده از فایل های Excel یا CSV و یا فایل های Flat می تواند انتخاب بهتری باشد.

نتیجه گیری

پایگاه داده شامل مجموعه ای از داده های مرتبط هستند که نمایش دهنده برخی جنبه های دنیای واقعی هستند. فرم کامل DBMS سیستم مدیریت پایگاه داده می باشد. DBMS یک نرم افزار برای ذخیره سازی و بازیابی داده های کاربران با احتساب امنیت قابل قبول می باشد. استفاده از DBMS از تکرار داده ها جلوگیری نموده و امنیت داده ها را تضمین می کند. استفاده از DBMS دارای مزایای بسیاری به نسبت سیستم قدیمی مدیریت فایل ها است. کاربران نهایی، برنامه نویسان کامپیوتر و مدیریان پایگاههای داده، کسانی هستند که به سیسیتم مدیریت پایگاه داده دسترسی دارند. DBMS به طور گسترده در بانکداری، دفاتر هواپیمایی، ارتباطات از راه دور، امور مالی و صنایع دارای کاربرد می باشد. چهار نوع اصلی سیستم مدیریت پایگاه داده وجود دارد که شامل مدل سلسله مراتبی، شبکه ای، رابطه ای و شئی گرا می شود. هزینه های نرم افزاری و سخت افزاری DBMS به نسبت بالاتر بوده که نهایتاً به افزایش هزینه های سازمان ها و شرکت هایی می شود که این سیستم ها را به کار گرفته اند.

ما را از دیدگاههای ارزشمند خود مطلع کنید