قطعت الطريقة التي تدير بها أجهزة الحاسوب البيانات شوطًا طويلًا على مدار العقود القليلة الماضية، كما يأخذ مستخدمي الحاسوب اليوم المزايا العديدة الموجودة في نظام قواعد البيانات أمرًا مسلَّمًا به على الرغم من عدم مرور وقت طويل على اعتماد أجهزة الحاسوب النظام القائم على الملفات File-based System والذي يُعَدّ النهج الأقل في الأناقة والتكلفة لإدارة البيانات.
النظام القائم على الملفات
يُعَدّ تخزين المعلومات في ملفات دائمة في الحاسوب إحدى طرق الحفاظ عليها، فمثلًا، يملك نظام الشركة عددًا من البرامج التطبيقية والمصمَّمة لمعالجة ملفات البيانات تلك، ثم توليد المخرجات والنتائج في ملفات أخرى، حيث تُصمَّم هذه البرامج بناءً على طلب المستخدِمين في المؤسسة، كما تضاف برامج جديدة إلى النظام عند الحاجة إليها، ويسمى هذا النظام بالنظام القائم على الملفات File-based System، فمثلًا، يمكن استخدام النظام القائم على الملفات لإدارة بيانات نظام مصرِفي تقليدي كما هو موضح في الشكل أدناه، حيث يوجد أقسام مختلفة في المصرِف، ولكل منها برامج خاصة لإدارة ومعالجة ملفات البيانات المختلفة، كما يمكن استخدام برامج لأداء عمليات عديدة في الأنظمة المصرفية، مثل: الخصم من الحساب أو ائتمانه، وإنشاء كشف برصيد الحساب، وإضافة قروض عقارية جديدة، وإنشاء كشوف حسابات شهرية.
الشكل 1: مثال على نظام قائم على الملفات لبنك يستعمله لإدارة البيانات
عيوب النظام القائم على الملفات
يملك النظام القائم على الملفات والمستخدَم لحفظ المعلومات التنظيمية العديد من العيوب، والتي دفعت فيما بعد لتطوير أنظمة جديدة أكثر كفاءة، نذكر منها التالي:
تكرار البيانات
غالبًا ما تُنشأ ملفات البيانات الخاصة بالمؤسسة من طرف العديد من المبرمجين من أقسام مختلفة على مدى فترات طويلة من الزمن، مما يؤدي إلى تكرار البيانات عند تحديث أحد الحقول في أكثر من موضع واحد، حيث تسبب هذه العملية العديد من المشاكل، منها:
- عدم توحيد تنسيق البيانات.
- الاحتفاظ بالمعلومة نفسها في عدة أماكن مختلفة، أي ضمن ملفات مختلفة.
- عدم تناسق البيانات، وهو الموقف الذي تتعارض فيه النسخ المختلفة من البيانات نفسها، مما يُهدر مساحة التخزين ويضاعف الجهد.
عزل البيانات
عزل البيانات هو الخاصية التي تحدد متى وكيف تصبح التغييرات التي يتم إجراؤها بواسطة عملية معينة مرئيةً للمستخدِمين المتزامنين، والأنظمة المتزامنة الأخرى؛ ويؤدي حدوث أي مشكلة في مزامنة البيانات إلى صعوبة استرجاع البيانات المناسِبة من قِبل التطبيقات الأخرى التي تصل لنفس البيانات والتي ربما تكون مخزَّنة في عدة ملفات مختلفة.
مشاكل السلامة
تُعَدّ مشاكل سلامة البيانات عيبًا آخرًا لاستخدام النظام القائم على الملفات، حيث تشير سلامة البيانات data integrity إلى صيانة البيانات، والتأكد من صحة وتناسق البيانات الموجودة في قاعدة البيانات، حيث يجب مراعاة العوامل التالية أثناء معالجة هذه المشكلة:
- يجب على قيم البيانات استيفاء قيود تناسق معينة ومحدَّدة في برامج التطبيق.
- من الصعب إجراء تغييرات على برامج التطبيق من أجل فرض قيود جديدة.
مشاكل الأمان
يُعَدّ الأمان مشكلةً في النظام القائم على الملفات للأسباب التالية:
- وجود قيود تتعلق بالحصول على الصلاحيات.
- تُضاف متطلبات التطبيق إلى النظام بطرق مخصصة، لذلك من الصعب فرض القيود.
الوصول المتزامن
التزامن هو قدرة قاعدة البيانات على السماح لعدة مستخدِمين بالوصول للسجل نفسه دون التأثير سلبًا على معالجة المعامَلات. يجب على النظام القائم على الملفات إدارة التزامن وضبطه باستخدام برامج تطبيقية، حيث يُقفَل الملف ويُمنَع الوصول إليه عندما يفتحه تطبيق ما، مما يعني أنه لا يمكن لأي شخص آخر الوصول إلى ذاك الملف في الوقت نفسه آنذاك.
تُدير أنظمة قواعد البيانات عملية التزامن من خلال السماح لعدة مستخدِمين من الوصول إلى السجل نفسه، ويُعَدّ هذا فرق مهم بين قواعد البيانات والأنظمة القائمة على الملفات.
نظام قواعد البيانات
دفعت الصعوبات الناشئة عن استخدام النظام القائم على الملفات إلى تطوير نظام جديد لإدارة الكميات الكبيرة من المعلومات التنظيمية، والذي يُسمى بنظام قاعدة البيانات.
تلعب قواعد البيانات وتقنيتها دورًا مهمًا في معظم المجالات التي تُستخدَم فيها أجهزة الحاسوب، بما في ذلك الأعمال التجارية، والتعليم، والطب، وغيرها، وسنبدأ في هذا المقال بتقديم بعض المفاهيم الأساسية المتعلقة بهذا المجال لفهم أساسيات أنظمة قواعد البيانات.
دور قواعد البيانات في إدارة الأعمال
يستخدِم الجميع قواعد البيانات بطريقة أو بأخرى، حتى ولو كانت استخدامات بسيطة مثل تخزين معلومات عن أصدقائهم وعائلاتهم فقط، كما يمكن تدوين هذه البيانات أو تخزينها على جهاز حاسوب باستخدام برنامج معالجة النصوص، أو يمكن حفظها على صورة جداول، ومع ذلك فإنّ أفضل طريقة لتخزين البيانات هي استخدام برامج إدارة قواعد البيانات، وهي أدوات برمجية قوية تسمح لك بتخزين البيانات، ومعالجتها، واسترجاعها بعدة طرق مختلفة.
تتتبّع معظم الشركات معلومات العملاء من خلال تخزينها في قاعدة بيانات، وقد تشمل هذه البيانات العملاء، أو الموظفين، أو المنتجات، أو الطلبات، أو أي شيء آخر يساعد الشركة في تنفيذ مهامها.
معنى البيانات
تُعَدّ البيانات Data معلومات واقعيةً، مثل: القياسات، أو الإحصائيات حول الأشياء والمفاهيم، كما تُستخدَم للمناقشات، أو على أساس جزء من العمليات الحسابية، و يمكن أن تكون هذه البيانات شخصًا، أو مكانًا، أو حدَثًا، أو إجراءً، أو أي شيء آخر، حيث تُمثِّل كل معلومة أو حقيقة معينة عنصرًا من عناصر البيانات أي data element.
إذا كانت البيانات معلومات، وكانت المعلومات هي ما نعتمد عليه في العمل، فيمكنك البدء في معرفة المكان الذي قد تخزِّن هذه البيانات فيه، فمثلًا، يُمكن تخزين البيانات في:
- ملفات تخزين مخصصة
- جداول البيانات
- المجلدات
- الدفاتر
- القوائم
- الأوراق
تخزِّن كل هذه المواد المعلومات وكذلك قاعدة البيانات.
بسبب الطبيعة الميكانيكية لقواعد البيانات، نجد أنَّ لها مقدرة كبيرة على إدارة ومعالجة المعلومات المُخزَّنة فيها، مما يجعل هذه المعلومات أكثر فائدة لعملك.
يمكننا البدء من خلال هذا الفهم للبيانات في رؤية كيف يمكن لقاعدة البيانات تخزين مجموعة من البيانات، وتنظيمها، وإجراء بحث سريع عليها، واسترجاعها، ومعالجتها. ويتضمن هذا الكتاب والفصول التالية الكثير من التفاصيل عن أنظمة إدارة قواعد البيانات وكيفية التعامل معها.
مصطلحات أساسية
- التزامن Concurrency: هو قدرة قاعدة البيانات على السماح لعدة مستخدمين من الوصول إلى السجل نفسه دون التأثير سلبًا على معالجة المعاملات.
- عنصر البيانات Data element: حقيقة أو معلومة واحدة.
- عدم تناسق البيانات Data inconsistency: الحالة التي تتعارض فيها النسخ المختلفة للبيانات نفسها.
- عزل البيانات Data isolation: الخاصية التي تحدد متى وكيف تصبح التغييرات التي تجري بواسطة عملية معينة مرئيةً للمستخدِمين المتزامنين والأنظمة المتزامنة الأخرى.
- سلامة البيانات Data integrity: يشير إلى الصيانة والتأكد من أن البيانات في قاعدة البيانات صحيحة ومتّسقة.
- تكرار البيانات Data redundancy: حالة تحدث في قاعدة بيانات عندما يحتاج أحد الحقول إلى التحديث في أكثر من جدول.
- نظام قاعدة البيانات Database approach: يسمح بإدارة كميات كبيرة من المعلومات التنظيمية.
- برامج إدارة قواعد البيانات Database management software: أداة برمجية قوية تتيح لك تخزين البيانات، ومعالجتها، واسترجاعها بطرق مختلفة.
- النظام القائم على الملفات File-based system: برنامج تطبيق مصمَّم للتعامل مع ملفات البيانات.
تمارين
- ناقش كل من المصطلحات التالية:
- البيانات
- الحقل
- السجل
- الملف
- ما هو تكرار البيانات؟
- ناقش عيوب النظام القائم على الملفات.
- اشرح الفرق بين البيانات والمعلومات.
- استخدم الشكل أدناه للإجابة على الأسئلة التالية:
- كم عدد السجلات التي يحتوي عليها الملف؟
- كم عدد الحقول في كل سجل؟
- ما المشكلة التي قد تواجهها إذا أردت إنشاء قائمة مرتبة حسب المدينة؟
- كيف يمكنك حل هذه المشكلة عن طريق تعديل هيكلة الملف؟
| PROJECT_CODE | PROJECT_MANAGER | MANAGER_PHONE | MANAGER_ADDRESS | PROJECT_BID_PRICE |
|---|---|---|---|---|
| 21-5Z | Holly B. Parker | 904-338-3416 | 3334 Lee Rd., Gainesville, FL 37123 | $16٬833٬460٫00 |
| 25-2D | Jane D. Grant | 615-898-9909 | 218 Clark Blvd., Nashville, TN 36362 | $12,500٬000٫00 |
| 25-5A | George F. Dorts | 615-227-1245 | 124 River Dr., Franklin, TN 29185 | $32٬512٬420٫00 |
| 25-9T | Holly B. Parker | 904-338-3416 | 3334 Lee Rd., Gainesville, FL 37123 | $21٬563٬234٫00 |
| 27-4Q | George F. Dorts | 615-227-1245 | 124 River Dr., Franklin, TN 29185 | $10٬314٬545٫00 |
| 29-2D | Holly B. Parker | 904-338-3416 | 3334 Lee Rd., Gainesville, FL 37123 | $25٬559٬999٫00 |
| 31-7P | 0/11liam K. Moor | 904-445-2719 | 216 Morton Rd., Stetson, FL 30155 | $56٬850٬000٫00 |
جدول التمرين رقم 5
ترجمة وبتصرف للفصل Chapter 1 Before the Advent of Database Systems من كتاب Database Design لصاحبه Adrienne Watt.
اقرأ أيضًا
- المقال التالي: المفاهيم الأساسية في قواعد البيانات وتصميمها
- شرح الفروقات بين قواعد بيانات SQL ونظيراتها NoSQL
- مقارنة بين أنظمة إدارة قواعد البيانات العلاقية: SQLite مع MySQL مع PostgreSQL
- النسخة العربية الكاملة لكتاب تصميم قواعد البيانات
أفضل التعليقات
انضم إلى النقاش
يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.