آوریل 13, 2020

سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS)

DBMS چیست؟

سیستم مدیریت پایگاه داده (Data Base Management System) یک پکیج نرم افزاری است که برای تعریف ، دستکاری ، بازیابی و مدیریت داده ها در یک پایگاه داده طراحی شده است.

DBMS پل ارتباطی میان پایگاه داده، کاربر و اپلیکیشن است که وظیفه دارد ارتباط و تعامل میان این اجزا را آسان سازد و امکان تعریف، ایجاد، بروزرسانی، اعمال پرس و جو (Query) و به طور کلی مدیریت پایگاه داده را فراهم می‌آورد. كليه فايل هاي پايگاه داده فقط در اختيار اين نرم افزار قرار گرفته و دستيابي به آنها تنها از طريق DBMS امکان پذير است.

DBMS به طور کلی داده ها ، فرمت داده ، نام فیلدها ، ساختار رکورد و ساختار فایل را دستکاری می کند، همچنین قوانینی را برای اعتبارسنجی و دستکاری این داده ها تعیین می کند. (DBMS (Data Base Management System سرويس هائي جهت دسترسي داده در پايگاه داده فراهم مي کند به نحوی که از کليه خواص داده محافظت شود.

DBMS

انواع سیستم های مدیریت پایگاه داده

Hierarchical DBMS

“مدل سلسله مراتبی” در اینجا تغییر مسیر می یابد. برای استفاده از آمار ، به مدل سازی خطی سلسله مراتبی و مدل سلسله مراتبی بیزی مراجعه کنید.

یک مدل پایگاه داده سلسله مراتبی یک مدل داده است که در آن داده ها در یک ساختار درخت مانند سازماندهی می شوند. داده ها به صورت پرونده هایی ذخیره می شوند که از طریق پیوند به یکدیگر متصل می شوند. ضبط مجموعه ای از فیلدها است که هر فیلد فقط یک مقدار دارد. نوع رکورد مشخص می کند که زمینه ها شامل چه رکوردی هستند.

مدل بانک اطلاعاتی سلسله مراتبی دستور می دهد که هر پرونده کودک فقط یک والدین داشته باشد ، در حالی که هر پرونده والدین می تواند یک یا چند پرونده کودک داشته باشد. به منظور بازیابی داده ها از یک پایگاه داده سلسله مراتبی ، کل درخت را باید با شروع از گره ریشه طی کرد. این مدل به عنوان اولین مدل بانک اطلاعاتی ایجاد شده توسط IBM در دهه ۱۹۶۰ شناخته شده است.

Network DBMS

مدل شبکه یک مدل پایگاه داده است که به عنوان روشی انعطاف پذیر برای نمایش اشیاء و روابط آنها تصور می شود. از ویژگی های متمایز آن این است که طرحواره ، که به عنوان گرافیکی در نظر گرفته می شود که در آن انواع اشیاء گره ها و انواع روابط قوس هستند ، محدود به سلسله مراتب یا شبکه نیست.

Relational DBMS

یک پایگاه داده رابطه ای ، یک پایگاه داده دیجیتالی است که بر اساس مدل رابطه ای داده ها ، همانطور که توسط E. F. Codd در سال ۱۹۷۰ ارائه شده است ، ارائه شده است. یک سیستم نرم افزاری که برای حفظ پایگاه داده های رابطه ای مورد استفاده قرار می گیرد ، یک سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای (RDBMS) است. بسیاری از سیستم های پایگاه داده رابطه ای گزینه ای برای استفاده از SQL (ساختار جستجوی زبان) برای پرس و جو و نگهداری از پایگاه داده دارند.

Object Oriented DBMS

بانک اطلاعاتی شیء یک سیستم مدیریت پایگاه داده است که در آن اطلاعات به صورت اشیاء به عنوان برنامه نویسی شی گرا استفاده می شوند. پایگاه داده های شی با پایگاه داده های رابطه ای که به صورت جدول محور هستند متفاوت است. پایگاه داده های رابطه عینی ترکیبی از هر دو روش است.

NoSQL

این سیستم جدیدترین سیستم مدیریت پایگاه داده است که برای زمانی کاربرد دارد که داده‌ها به صورت جدولی نباشند.

مزایا DBMS 

  1. کاهش افزونگی داده

سیستم های مدیریت داده مبتنی بر پرونده حاوی چندین فایل بودند که در بسیاری از مکان های مختلف در یک سیستم یا حتی در چندین سیستم ذخیره می شدند. به همین دلیل ، گاهی چندین نسخه از همان پرونده وجود داشت که منجر به افزونگی داده ها می شوند.

این امر در یک پایگاه داده جلوگیری می شود زیرا یک پایگاه داده واحد وجود دارد و هرگونه تغییر در آن سریعاً منعکس می شود. به همین دلیل ، فرصتی برای مواجهه با داده های تکراری وجود ندارد.

  1. به اشتراک گذاری داده ها

در یک بانک اطلاعاتی ، کاربران پایگاه داده می توانند داده ها را در میان خود به اشتراک بگذارند. سطوح مختلفی از مجوز برای دسترسی به داده ها وجود دارد ، و به تبع آن داده ها فقط بر اساس پروتکل های صحیح مجوز مورد نظر می توانند مشترک باشند. بسیاری از کاربران از راه دور نیز می توانند به طور همزمان به پایگاه داده دسترسی پیدا کرده و داده ها را بین خود به اشتراک بگذارند.

  1. یکپارچگی داده

یکپارچگی داده به این معنی است که داده ها در بانک اطلاعات دقیق و سازگار هستند. یکپارچگی داده بسیار مهم است زیرا چندین پایگاه داده در DBMS (Data Base Management System) وجود دارد. همه این پایگاه داده ها حاوی داده هایی هستند که برای چندین کاربر قابل مشاهده است. بنابراین لازم است که از صحت و سازگاری داده ها در کلیه بانکهای اطلاعاتی و برای همه کاربران اطمینان حاصل شود.

  1. امنیت داده ها

امنیت داده مفهوم حیاتی در یک پایگاه داده است. فقط کاربران مجاز باید به پایگاه داده دسترسی پیدا کنند و هویت آنها باید با استفاده از نام کاربری و رمز عبور تأیید شود. کاربران غیرمجاز نباید تحت هیچ شرایطی به این پایگاه داده دسترسی داشته باشند زیرا این امر محدودیت های یکپارچگی را نقض می کند.

  1. حریم خصوصی

قانون حفظ حریم خصوصی در یک بانک اطلاعاتی به این معنی است که فقط کاربران مجاز می توانند با توجه به محدودیتهای حریم خصوصی آن به یک پایگاه داده دسترسی پیدا کنند. سطوح دسترسی به بانک اطلاعاتی وجود دارد و یک کاربر فقط می تواند داده هایی را که به او اجازه داده شده است مشاهده کند. به عنوان مثال – در سایت های شبکه های اجتماعی محدودیت های دسترسی برای حساب های مختلفی که ممکن است کاربر بخواهد به آنها دسترسی داشته باشد متفاوت است.

  1. تهیه نسخه پشتیبان و بازیابی

سیستم مدیریت پایگاه داده به طور خودکار از پشتیبان گیری و بازیابی مراقبت می کند. کاربران نیازی به تهیه نسخه پشتیبان از داده های دوره ای ندارند زیرا این امر توسط سیستم مدیریت پایگاه داده (Data Base Management System) مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر این ، این پایگاه داده همچنین پس از خرابی یا خرابی سیستم به وضعیت قبلی خود بازیابی می کند.

  1. ثبات داده ها

ثبات داده ها در یک پایگاه داده تضمین می شود زیرا هیچ افزونگی داده ای وجود ندارد. تمام داده ها به طور مداوم در سراسر پایگاه داده ظاهر می شوند و داده ها برای کلیه کاربرانی که این پایگاه داده را مشاهده می کنند یکسان است. علاوه بر این ، هرگونه تغییر در دیتابیس بلافاصله برای همه کاربران منعکس می شود و هیچ ناهماهنگی داده ای وجود ندارد.

معایب DBMS

  1. افزایش هزینه

برای داشتن یک سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی ، باید یک پردازنده با سرعت بالا به همراه یک حافظه بزرگ داشته باشیم که به یک سخت افزار گران قیمت و از این رو به همین نسبت نرم افزار گران نیز نیاز دارد.

همچنین ، برای تبدیل داده های خود به یک سیستم مدیریت پایگاه داده ، باید هزینه زیادی صرف کنیم که به هزینه سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی اضافه می کند. برای کار با سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی ما نیز به کارمندان آموزش دیده و فرهیخته نیاز داریم و این نیز به مبلغ خوبی نیاز دارد. بنابراین ، سیستم مدیریت پایگاه داده در مجموع به یک سیستم گرانتر منجر می شود.

  1. پیچیدگی مدیریت

هنگامی که سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی را مجهز کردید ، مدیریت کودک یک کودک نیست. شما باید کارکنان خوبی با توانایی های مدیریت داشته باشید. در بعضی مواقع تصمیم گیری از کجا برای انتخاب داده ها و از کجا ذخیره کردن این داده ها پیچیده است.

  1. هزینه نگهداری

سیستم مدیریت پایگاه داده همچنین خواستار هزینه تعمیر و نگهداری بالایی است که شامل هزینه نگهداری سیستم مدیریت پایگاه داده پس از ساخت آن می باشد.

     4.چرخه ارتقا / تعویض فرکانس

به منظور به روز ماندن و مطابق با آخرین روندها و پیشرفت های فناوری در بازارها ، باید مرتباً در سیستم مدیریت پایگاه داده به روز رسانی و تغییراتی مکرر انجام شود. بعضی اوقات این تغییرات و به روزرسانی به حدی سریع است که کاربران احساس راحتی کار با سیستم ها را ندارند و حتی ممکن است سرپرست پیگیری با تغییرات در سیستم ساخته شده (کمی یادگیری دستورات جدید و درک آنها در هر بار بروزرسانی جدید) کمی مشکل داشته باشد.

DBMS

برخی نمونه های DBMS عبارتند از:

  • SQL Server

یکی دیگر از پایگاه های داده ی معروف Microsoft SQL server است. این پایگاه داده روی سرورهای ابری (cloud-based) و سرور های محلی کار می کند و حتی می توانید آن را طوری تنظیم کنید که در آن واحد روی هر دو سرور کار کند! پس از آنکه نسخه ی ۲۰۱۶ Microsoft SQL Server ارائه شد ماکروسافت نسخه ی لینوکسی آن را نیز ارائه کرد بنابراین روی هر دو سرور های لینوکسی و ویندوز کار خواهد کرد.

  • اوراکل

Oracle همیشه در لیست بهترین پایگاه داده های مشهور بوده است. اولین نسخه ی این پایگاه داده در اواخر دهه ۷۰ میلادی ارائه شد! و تا به امروز نسخه های مختلفی از آن ارائه شده است تا شما بتوانید نسخه ی مناسب با کار خود را انتخاب کنید. آخرین نسخه ی Oracle 12c برای cloud ها طراحی شده و می تواند روی یک سرور یا چندین سرور قرار بگیرد به همین خاطر می تواند میلیارد ها رکورد را بدون مشکل ثبت و مدیریت کند. همچنین امنیت در این نسخه از برنامه بسیار بهبود پیدا کرده است چرا که هر تراکنش از تمامی تراکنش های دیگر ایزوله (جدا) شده است.

  • MySQL

MySQL معروف ترین و محبوب ترین پایگاه داده ی حال حاضر در دنیا می باشد. همچنین رایگان است و مرتبا به روز رسانی های امنیتی و قابلیت های جدید دریافت می کند. البته برخی از نسخه های تجاری این برنامه پولی هستند که می توانید از آن ها هم استفاده کنید. در نسخه ی رایگان این پایگاه داده به جای تمرکز روی اضافه کردن قابلیت های متعدد و زیاد، توجه اصلی روی سرعت و قابلیت اطمینان بوده است.

همچنین رابط کاربری MySQL بسیار ساده و قابل فهم می باشد و از نظر منابع سیستمی نیز مصرف آنچنانی ندارد.

  • Dbase

dBase  یکی از اولین سیستم های مدیریت پایگاه داده برای میکرو رایانه ها است. سیستم dBase شامل موتور پایگاه داده اصلی ، یک سیستم پرس و جو ، یک موتور فرم و یک زبان برنامه نویسی است که همه این مؤلفه ها را به هم پیوند می دهد.

  • FoxPro

Fox-pro یکی از گویشهای زبان برنامه نویسی xBase است که در بسته نرم افزاری با همین نام استفاده می شود. به عنوان یک زبان برنامه نویسی ، عمدتاً برای توسعه (DBMS (Data Base Management Systemهای رابطه ای فایل-سرور استفاده می شود ، اگرچه به دلیل داشتن انعطاف پذیر و غنی از زبان ، امکان ایجاد کلاس های دیگر برنامه وجود دارد.

در حال حاضر در محیط توسعه Microsoft Visual FoxPro استفاده می شود.