تعني إدارة المعلومات معالجة المعلومات وتنظيمها لتوظيفها بما يخدمنا بطريقة نستفيد منها في تنفيذ مهامنا، كما منع نظام إدارة قواعد البيانات DBMS وجود الفوضى العرضية التي كانت تحدث للبيانات التي نجمعها ونضيفها إلى قواعد البيانات، حيث أصبح الوصول إليها أكثر سهولةً وتكاملًا مع بقية عملنا، كما تسمح لنا إدارة المعلومات باستخدام قاعدة بيانات أن نصبح مستخدِمين استراتيجيين للبيانات التي نملكها.
غالبًا ما نحتاج إلى الوصول إلى البيانات وإعادة فرزها لأغراض مختلفة تشمل ما يلي:
- إنشاء القوائم البريدية.
- كتابة التقارير الإدارية.
- توليد قوائم بالقصص الإخبارية المختارة.
- تحديد احتياجات العملاء المختلفة.
تملك قواعد البيانات قدرةً كبيرةً على معالجة البيانات، مما يسمح لها بإجراء العمليات التالية:
- الفرز Sort.
- المطابقة Match.
- ربط البيانات Link.
- تجميع البيانات Aggregate.
- تخطي الحقول Skip fields.
- إجراء العمليات الحسابية Calculate.
- ترتيب Arrange البيانات.
تتعدد استخدامات قواعد البيانات وترتبط بمجالات كثيرة، لذلك نجد من الممكن ربط قاعدة البيانات بكل من الأنظمة التالية:
- موقع إلكتروني لتسجيل المستخدِمين.
- تطبيقات الهواتف مثل تطبيق لتخزين بيانات عملاء منظَمة تقدم خدمات اجتماعية.
- نظام السجلات الطبية لمنشأة رعاية صحية.
- دفتر العناوين address book الشخصية في عميل البريد الإلكتروني.
- تجميعة من الملفات النصية.
- نظام حجوزات الطيران.
خصائص قواعد البيانات
يملك نظام قواعد البيانات عددًا من الخصائص والفوائد التي تميزه عن النظام القائم على الملفات file-based system، حيث سنذكر منها ما يلي:
طبيعة الوصف الذاتي لنظام قاعدة البيانات
يُشار إلى نظام قاعدة البيانات على أنه ذاتي الوصف، وذلك بسبب احتوائه على قاعدة البيانات تفسها، وعلى بيانات وصفية metadata بحيث تُحدِّد البيانات وتصفها، والعلاقات بين الجداول في قاعدة البيانات، حيث تُستخدَم هذه المعلومات بواسطة برامج أنظمة إدارة قواعد البيانات DBMS، أو مستخدمي قاعدة البيانات، ويُعَدّ هذا الفصل بين البيانات ومعلوماتها أحد الفروقات الرئيسية التي تميز نظام قواعد البيانات عن النظام اتقليدي القائم على الملفات، والذي يكون فيه تعريف البيانات جزءًا من برامج التطبيقات.
العزل بين البرنامج والبيانات
تُحدَّد هيكلة ملفات البيانات في النظام القائم على الملفات داخل برامج التطبيق، لذلك إذا أراد المستخدم تعديل هيكلة ملف معيَّن، فعليه تعديل جميع البرامج التي تتصل بهذا الملف.
من الناحية الأخرى، تُخزِّن قواعد البيانات هيكلة البيانات في دليل catalogue النظام وليس في البرامج، لذلك كل ما هو مطلوب لتعديل هيكل ملف معيَّن هو تعديل واحد فقط، ويسمى هذا بالعزل بين البرامج والبيانات أو الاستقلالية بين البرامج والبيانات program-data independence أيضًا.
دعم عدة واجهات عرض للبيانات
تدعم قاعدة البيانات استخدام عدة واجهات لعرض البيانات، حيث تُعَدّ واجهة العرض view مجموعةً فرعيةً من قاعدة البيانات database، والتي تُعرَّف وتُخصَّص لخدمة أغراض فئة محددَّة من مستخدِمي النظام، وقد يملك مستخدِمين متعددين واجهات مختلفةً في النظام، حيث تحتوي كل منها على البيانات التي تهم مستخدِم أو مجموعة من المستخدِمين دون غيرهم.
مشاركة البيانات والنظام متعدد المستخدمين
صمِّمت أنظمة قواعد البيانات لعدة مستخدِمين، حيث تتيح لعدد من المستخدِمين الوصول إلى قاعدة البيانات نفسها في الوقت نفسه، وذلك عن طريق استخدام استراتيجيات معيَّنة تُسمى استراتيجيات التحكم المتزامنة concurrency control strategies، حيث تضمن هذه الاستراتيجيات صِحة البيانات التي يتم الوصول إليها، كما تُحافظ على سلامة البيانات أيضًا.
يُعَدّ تصميم أنظمة قواعد البيانات الحديثة المتعددة المستخدِمين تحسنًا كبيرًا مقارنةً بتلك التي كانت في الماضي، والتي تقتصر على شخص واحد في كل مرة.
التحكم في تكرار البيانات
تُخزَّن البيانات في نظام قواعد البيانات - وفي الحالة المثالية - دون أي تكرار redundancy، أي أنّ كل عنصر بيانات موجود في مكان واحد فقط في قاعدة البيانات. ولكن يحدث في بعض الحالات تكرار للبيانات بغرض تحسين أداء النظام في أجزاء معينة، كما يُتحكَّم في هذا التكرار عن طريق برمجة التطبيقات، وذلك بالمحافظة على الحد الأدنى منه عند تصميم قاعدة البيانات.
تشارك البيانات
يملك تكامل جميع بيانات المؤسسة داخل نظام قاعدة البيانات العديد من المزايا، حيث يسمح بمشاركة البيانات بين الموظفين وغيرهم من الذين يمكنهم الوصول إلى النظام، وكذلك يسمح للمستخدمين بتوليد المزيد من المعلومات من كمية معيَّنة من البيانات أكثر مما سيكون ممكنًا بدون التكامل.
تطبيق قيود صارمة لضمان سلامة البيانات وصحتها
توفر أنظمة إدارة قواعد البيانات القدرة على تحديد وفرض قيود معينة على البيانات لضمان إدخال معلومات صحيحة من قِبَل المستخدِمين، والمحافظة على سلامة البيانات، إذ تُعَدّ قيود قاعدة البيانات database constraint قواعدًا لفرض ما يمكن إدخاله أو تعديله في جدول معيَّن، مثل: الرمز البريدي باستخدام تنسيق معيَّن، أو إضافة مدينة حقيقية في حقل المدينة.
هناك أنواع عديدة من القيود في قواعد البيانات، مثل: نوع البيانات Data type مثل تحدد نوع البيانات المسموح بها في الحقل مثل الأعداد فقط، أو تفرد البيانات Data uniqueness مثل المفتاح الأساسي والذي يضمن عدم إدخال أي تكرارات، كما يمكن أن تكون القيود بسيطةً -بحيث تفرض على الحقل مباشرةً-، أو معقدةً -أي برمجية-.
تقييد الوصول الغير مصرح به
لا يحظى جميع مستخدمي نظام قاعدة البيانات بصلاحيات الوصول نفسها، فمثلًا، قد يكون لدى أحد المستخدِمين صلاحيات القراءة فقط -أي القدرة على قراءة الملفات دون إجراء أيّ تعديلات عليها-، بينما يكون لدى مستخدِم آخر صلاحيات القراءة والكتابة - أي القدرة على قراءة الملفات والتعديل عليها-، ولهذا السبب يجب على نظام إدارة قاعدة البيانات توفير نظام أمان فرعي لإنشاء أنواع مختلفة من حسابات المستخدِمين، والتحكم فيها، وتقييد الوصول الغير مصرح به.
استقلالية البيانات
يوجد ميزة أخرى لنظام إدارة قواعد البيانات، وهي الطريقة التي يسمح بها باستقلالية البيانات، بمعنى آخر، يتم فصل أوصاف بيانات النظام أو البيانات التي تصف البيانات -أي البيانات الوصفية metadata- عن برامج التطبيق، وهذا ممكن لأن نظام إدارة قاعدة البيانات يعالج التغييرات في هيكل البيانات، ولا تُضمَّن هذه التغيرات في البرنامج نفسه.
معالجة المعاملات
يجب أن يتضمن نظام إدارة قواعد البيانات أنظمةً فرعيةً للتحكم في التزامن، حيث تضمن هذه الخاصية بقاء البيانات متسقةً وصالحةً أثناء معالجة المعامَلات حتى وإن قام العديد من المستخدِمين بتحديث المعلومات نفسها.
تقديم عدة واجهات عرض للبيانات
يسمح نظام إدارة قواعد البيانات DBMS للعديد من المستخدمين بالوصول إلى قواعد البيانات بصورة فردية أو بصورة متزامنة، كما ليس من المهم أن يعرف المستخدِمون كيف وأين تُخزَّن البيانات التي يصلون إليها.
النسخ الاحتياطي واسترجاع البيانات التالفة أو المفقودة
يُعَدّ النسخ الاحتياطي والاسترجاع طريقتَين لحماية البيانات من الضياع، حيث يوفر نظام قواعد البيانات عمليةً منفصلةً عن عملية النسخ الاحتياطي للشبكة لنسخ البيانات احتياطيًا واستعادتها، ويُعَدّ النسخ الاحتياطي لقاعدة البيانات الطريقة الوحيدة لاستعادتها في حال فشل محرك الأقراص الثابتة وتعذَّر الوصول إلى قاعدة البيانات المخزنة عليه.
إذا فشل نظام الحاسوب في منتصف عملية تحديث البيانات، فيكون النظام الفرعي للاسترجاع هو المسؤول عن التأكد من استعادة قاعدة البيانات إلى حالتها الأصلية، ويكون ما سبق فائدتَين إضافيتَين لنظام إدارة البيانات.
مصطلحات أساسية
- استراتيجيات التحكم المتزامنة concurrency control strategies: تسمح للعديد من المستخدِمين بالوصول إلى عنصر البيانات نفسه في الوقت نفسه.
- نوع البيانات data type: يُحدِّد نوع البيانات المسموح بها في حقل معيَّن مثل يمكن أن يقبل الحقل أعدادًا فقط.
- تفرد البيانات data uniqueness: يضمن عدم إدخال بيانات مكرَّرة.
- قيود قاعدة البيانات database constraint: يُحدِّد القيد ما يُسمح بإدخاله أو تعديله في جدول معيَّن.
- البيانات الوصفية metadata: تُحدِّد وتصف البيانات والعلاقات بين الجداول في قاعدة البيانات.
- صلاحيات القراءة والكتابة read and write privileges: القدرة على قراءة الملفات وتعديلها.
- صلاحيات القراءة فقط read-only access: القدرة على قراءة الملفات فقط دون تعديلها.
- الوصف الذاتي self-describing: يُشار إلى نظام قاعدة البيانات على أنه ذاتي الوصف، لأنه يحتوي على قاعدة البيانات نفسها، بالإضافة إلى البيانات الوصفية التي تُحدِّد وتصف البيانات والعلاقات بين الجداول في قاعدة البيانات.
- واجهة العرض: مجموعة فرعية من قاعدة البيانات.
تمارين
- ماذا يُميِّز نظام إدارة قاعدة البيانات DBMSعن النظام القائم على الملفات file-based system؟
- ما هي استقلالية البيانات؟ وما أهميتها؟
- ما هو الغرض من إدارة المعلومات؟
- ناقش استخدام قواعد البيانات في بيئة العمل.
- ما هي البيانات الوصفية؟
ترجمة وبتصرف للفصل Chapter 3 Characteristics and Benefits of a Database من كتاب Database Design لصاحبته Adrienne Watt.
اقرأ أيضًا
- المقال التالي: نمذجة البيانات وأنواعها في عملية تصميم قواعد البيانات
- المقال السابق: المفاهيم الأساسية في قواعد البيانات وتصميمها
- تحليل نظام الملفات لإدارة البيانات وتخزينها واختلافه عن نظام قاعدة البيانات
- النسخة العربية الكاملة لكتاب تصميم قواعد البيانات
- دليلك الشامل إلى أنواع البيانات
أفضل التعليقات
لا توجد أية تعليقات بعد
انضم إلى النقاش
يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.