قواعد البيانات Database Management الدرس الاول - مقدمة | مايندز

نبتدئ اليوم دروسنا في قواعد البيانات

إدارة قواعد البيانات

نبذه عن الملفات و تخزين البيانات وتطور قواعد البيانات

بالاضافة إلى التحليل والتصميم والانشاء لقواعد البيانات

مرورا بلغة SQL وبعض قواعد الجبر العلائقي

الملفات

الملف هو مجموعة من البيانات التي تنتمي إلى نفس النوع، وتنقسم الملفات إلى نوعين:

ملفات نصية Text Files: ويكون محتوى الملف عبارة عن بيانات نصية.

ملفات ثنائية Binary Files: تكون على شكل بيانات ثنائية Binary Data

( يستخدم من قبل لغات البرمجة ).

تخزين البيانات

نخزن البيانات لعمل العمليات المطلوبة وبعد نهاية المعالجة تستخلص نتائج من هذا العمل هذه النتائج نحتاج لحفظها في حال احتجنا للرجوع إليها ، أيضا .

بدأ عهد التخزين قريبا في العام 1956 عند اختراع القرص الصلب لكن الحواسب قديما كانت ذات كفاءة متدنية جدا ( مساحات التخزين صغيرة – الوصول البطيء جدا للبيانات – عدم الكفاءة لنظم التشغيل آنذاك) لكن تم حل هذه المشاكل مع الزمن ساعد في ذلك التقدم العلمي والتكنولوجي .

تطور طرق تخزين البيانات

التخزين المباشر:

تحفظ البيانات في أسطر متتالية في الملف وتستخرج البيانات بالبحث عن السطر المطلوب بالترتيب وقد يمر البرنامج بآلاف السطور قبل العثور على المعلومة المطلوبة.

مميزاته: السهولة والبساطة.

عيوبه: صعوبة استخراج البيانات والحجم الكبير للملفات

Line

التخزين التسلسلي:

تتم عملية التخزين بشكل متسلسل، بحيث كل سطر ينتهي بفاصل (غالبا الفاصلة العادية) ثم بعد ذلك يليه السطر الثاني وهذا مثل فصل التعليمات في لغات البرمجة بالفاصلة المنقوطة.

حل هذا النوع مشكلة الحجم ولكن يجب أن تمر بكل السطور للحصول على المعلومة التي تحتاجها

Line, Line, Line

التخزين التسلسلي المفهرس:

مشابه للطريقة السابقة، ولكننا نقوم بفهرسة للبيانات المخزنة في الملف، مثلا لو عندنا ملف لحفظ بيانات العمال (نقوم بحفظ الاسم، السن، العنوان مثلا)، فكل عامل يأخذ رقما ترتيبيا، وذلك بغرض تسريع وثيرة الوصول إلى العامل المبحوث عنه، لأن البحث لا يشمل البيانات وإنما يخص فقط الفهارس Index، ولكن تبقى مسألة مراجعة فهارس البيانات صعبة لأنه من الواجب تحديثها عند كل عملية إضافة أو تعديل أو حذف.

عيوب طرق التخزين السابقة:

من عيوب التخزين المباشر والتسلسلي، أنه ليس هنالك ترابط وعلاقات بين الملفات، مثلا لو عندنا ملف يخزن بيانات الأستاذ، وملف يخزن قائمة التخصصات فمن المستحيل التواصل بينهما لأنهما ملفان منعزلان. ومن جهة أخرى مسألة حماية البيانات فهي غائبة، فقد تقوم بحذف تخصص معين من جدول التخصصات، ولهذا التخصص بيانات في ملف الأساتذة فتكون هنالك بعثرة وخلط للبيانات، أما إذا كان الملف مشتركا في شبكة محلية فهنالك مشكلة كبيرة وهي تحديث البيانات، فقد يشتغل مجموعة من المستخدمين على نفس البيانات مما يؤدي إلى خلل في حفظها، لهذا ستجد استعمال هذا النوع من تخزين البيانات مقتصرا على التطبيقات الصغيرة.

قواعد البيانات التراتبية:

في هذا النوع من أنواع تخزين البيانات، نتخلص من مشاكل الحماية وأيضا من مشاكل الربط بين الملفات، ولكن هنالك مشكل آخر... قامت كل شركة منتجة لبرنامج لإدارة قواعد البيانات بتخزين البيانات على شكل قواعد بيانات تراتبية بنمط يخصها، وبالتالي أضحى من الصعب الإحاطة بكل برامج إدارة قواعد البيانات، لأن كل برنامج له طريقته الخاصة. للإشارة فتاريخ ظهور هذا النوع من التخزين كان سنة 1960 حسب موسوعة ويكيبيديا.

قواعد البيانات الترابطية أو العلائقية:

أتى هذا النوع من أنواع تخزين البيانات لحل كل المشاكل السابقة، بحيث يتوفر على حماية عالية للبيانات، بالإضافة إلى إمكانيات ربط البيانات فيما بينها على شكل علاقات سنفصلها فيما بعد إن شاء الله، والميزة الباهرة التي أتى بها هذا النوع من التخزين هو اعتماد كل أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية على لغة موحدة، وهي SQL في قواعد البيانات العلائقية يتم تخزين البيانات في جداول ثنائية البعد (تتكون من أسطر وأعمدة).

إذا ماهي قاعدة البيانات؟

قاعدة البیانات هي مجموعة منظمة من البیانات المرتبطة ببعضھا البعض منطقیا.، وهي من أهم الدعائم التي تقوم عليها المعلومات، حيث من خلال قواعد البيانات نستطيع حفظ وتعديل وحذف المعلومات بطرق

سلسة، وكذلك تتيح لنا استخراج البيانات المحفوظة كما نريد.

والبیانات Data ھي حقائق، نصوص، رسومات، صور، صوت عروض مرئیة متحركة لھا معنى في بیئة المستخدمین؛ وتنقسم إلى:

مھیكلة( أرقام، نص، تاریخ ) وغیر مھیكلة ( صور، فیدیو، وثائق )

المعلومات Information بیانات اجري علیھا تشغیل بطریقة تزید من معرفة الفرد الذي یستخدم البیانات.

ما بعد البیانات Metadata بیانات تصف خواص أو سمات بیانات أخري.

هنا بيانات مهيكلة وهي بيانات نصية

وهنا بيانات غير مهيكلة وهي صورية

هنا ما بعد البيانات وهي بيانات التحليل والاحصاء وغيرها من العمليات

ماهو نظام إدارة قواعد البيانات ؟

هو برنامج خاص بإدارة قواعد البيانات، ويسمح لك بإضافة وتعديل وحذف البيانات عبر واجهات ونوافذ، أيضا من خلال ربط قاعدة البيانات بإحدى لغات البرمجة، ويتيح لك أيضا مشاركة قواعد البيانات داخل شبكة Network، وتوجد الآن العديد من أنظمة إدارة قواعد البيانات ولعل أشهرها

( Database, MySQL, PostqreSQL, Sybase, IBM, Microsoft ACCESS, DB2, Microsoft SQL Server, Oracle )

الأنموذج العلائقي Relational Model

ظهر هذا النظام على يد Edgard Franck Codd سنة 1970 ، وينبني هذا النموذج على مفهوم الجبر العلائقي (مفهوم رياضي) الذي يتيح الاستعلام عن البيانات الموجودة في نظام يضم وحدات مترابطة فيما بينها، لذا يعد الجبر العلائقي بمثابة الجانب النظري للغة SQL حيث أن فهم الجبر العلائقي يساعدك على استيعاب هذه اللغة بكل سهولة.

نتج عن استخدام هذا الأنموذج العلائقي تنظيم البيانات بالطريقة المشهورة حاليا على جداول لتسهيل عمليات الإضافة والتعديل والحذف والعرض للمستخدم مع الإشارة إلى أن البيانات مازالت تخزن في ملفات ولكن بطريقة أسهل وأفضل.

مكونات بیئة قاعدة البیانات

Components of the Database Environment

ادوات ھندسة البرمجیات بمساعدة الحاسوب CASE Tools – computer-aided software engineering
المستودع - Repository : مخزن مركزى لكل تعریفات البیانات و علالاقات البیانات واشكال الشاشات و التقاریر و مكونات النظام الاخرى.
نظام ادارة قاعدة البیانات (Database Management System (DBMS : برامج لإدارة قواعد البیانات
قاعدة البیانات Database : مخزن البیانات
برامج التطبیقات Application Programs : برامج تستخدم البیانات
السطح البینى للمستخدم User Interface : اللغات و القوائم و التسھیلالات الاخرى التى یتداخل بھا المستخدمین مع مكونات النظام الاخرى.
اداریو قاعدة البیانات Data Administrators : الافراد المسئولون عن موارد المعلومات الشاملة للمنظمة
مطورو النظام System Developers : الافراد مثل محللى النظم و المبرمجین الذین یصمموھا برامج تطبیقات جدیدة.
End Users المستخدمین : الافراد فى جمیع انحاء المنظمة الذین یضیفون بیانات و یحذفونھا و یعدلونھا فى قاعدة البیانات و الذین یطلبون او یتلقون معلومات منھا.