پایگاه داده

پایگاه­ داده یا Database مجموعه­ای از اطلاعات سازمان یافته است که بر اساس ترتیب و قوائدی مشخص در کنار یکدیگر نگهداری می‌شوند. به عبارتی دیگر زمانی که داده‌های خود را با نظم و سازماندهی در کنار هم قرار دهیم به آنDatabase ، بانک اطلاعاتی یا پایگاه داده می‌گوییم. بر اساس این تعریف یک دفترچه تلفن و یا لیستی از کالاهای موجود در انبار یک فروشگاه نیز به نوعی پایگاه داده به حساب می‌آیند.

در علم رایانه منظور از پایگاه داده، محلی است که اطلاعات مربوط به یک نرم افزار، وب سایت و... ذخیره می‌شوند. دیتابیس بر اساس قوائدی که در ساماندهی اطلاعات به کار می‌گیرد، امکان دسترسی و مدیریت اطلاعات ذخیره شده را بسیار ساده‌تر می‌کند. استفاده از پایگاه داده این امکان را در اختیار ما قرار می‌دهد تا اطلاعات خود را به صورت دقیق با نظمی مشخص ذخیره کنیم. با این کار می‌توانیم در کوتاه‌ترین زمان به بخش  و یا کل این اطلاعات دسترسی پیدا کنیم. همچنین استفاده از پایگاه داده مزایای دیگری از جمله استقلال اطلاعات، حذف فرآیندهای تکراری، افزایش امنیت، امکان پشتیبان گیری از داده‌ها و... در اختیار ما قرار می‌دهد.

مثالی از پایگاه داده :

حال که دانستیم پایگاه داده چیست ، قصد داریم مثالی ساده از آن را مورد بررسی قرار دهیم. تصور کنید قصد خرید از یک فروشگاه بزرگ را دارید. شما به فروشگاه می­روید، محصولات مورد نظر خود را داخل سبد می­گذارید و به باجه صندوق می­روید. صندوقدار با استفاده از بارکدخوان و نرم افزار فروشگاه، بارکد محصولات شما را بررسی می­کند و در نهایت قیمت کل خرید را به شما می­گوید. در واقع، مشخصات همه محصولات پس از ورودشان به فروشگاه، از طریق بارکد در پایگاه داده فروشگاه ذخیره می­شود، وقتی صندوقدار با استفاده از بارکدخوان  و نرم افزار فروشگاه، محصول انتخاب شده شما را بررسی می­کند، این نرم افزار در ابتدا مشخصات آن محصول را با استفاده از بارکد در پایگاه داده جستجو می­کند، پس از یافتن مشخصات محصول در پایگاه داده، قیمت آن محصول از پایگاه داده به جمع قیمت سبد خرید شما اضافه می­شود و تعداد موجودی  آن محصول در پایگاه داده به اندازه تعداد خرید شما کم می شود.

مفاهیم کلیدی در پایگاه داده :

پایگاه داده شامل اجزا و بخش‌های مختلفی است که در کنار یکدیگر وظیفه سازماندهی اطلاعات را بر عهده دارند. هر کدام از این اجزا و بخش‌ها وظایف و نام‌های متفاوتی دارند. شناخت هر کدام از این بخش‌ها برای کسانی که قصد دارند به طراحی پایگاه داده بپردازند، ضروری است. از جمله مهمترین اصطلاحات در زمینه طراحی پایگاه داده می‌توان به عبارت‌های زیر اشاره کرد :

• محیط عملیاتی : محلی که می خواهیم برای آن پایگاه داده ایجاد کنیم، یک محیط عملیاتی است. هنرستانی که برای آن می خواهیم پایگاه داده ایجاد کنیم، یک محیط عملیاتی محسوب می شود. کتابخانه و یا تاکسی تلفنی نیز می تواند یک محیط عملیاتی باشد. در تمامی این موارد با ایجاد پایگاه داده مناسب می توان به راحتی اطلاعات را در قالب پایگاه داده، سازماندهی و با سهولت بیشتری آنها را مدیریت کرد و به اطلاعات موردنیاز با اطمینان دستیابی داشت.
• موجودیت (Entity) : موجودیت یک مفهوم کلی است از چیزی است که قصد داریم ویژگی‌ها و اطلاعات مربوط به آن را در پایگاه داده ذخیره کنیم. مثلا یک شی، انسان، مشتری و... نمونه هایی از یک موجودیت در پایگاه داده هستند که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند.
• صفت (Attribute) : هر موجودیت دارای تعدادی صفت است. صفت برای بیان ویژگی های یک موجودیت استفاده می شود. برای مثال، موجودیت کتاب می تواند دارای صفت های عنوان، شابک و قیمت باشد. موجودیت هنرآموز می تواند دارای صفت های شماره کارمندی، نام، نام خانوادگی، رشته، مدرک تحصیلی باشد.
• جدول (Table): در پیاده سازی پایگاه داده، هر جدول نشان دهنده یک موجودیت یا ارتباط بین موجودیت­ها است. پایگاه داده می‌تواند یک یا چند جدول داشته باشد. هر جدول در پایگاه داده وظیفه نگهداری گروهی از اطلاعات را بر عهده دارد. هر جدول می‌تواند چندین ستون و ردیف داشته باشد.
• ستون(Column) یا  فیلد  (Field): به هر ستون از جدول داده­ها، فیلد (Field) می‌گویند هر جدول از پایگاه داده می‌تواند چندین ستون داشته باشد. هر ستون وظیفه نگهداری یک صفت و مقداری خاص از آن صفت را بر عهده دارد. مثلا ستون  نام، نام خانوادگی و... .
• سطری (Row) یا رکورد  (Record): به هر سطر یا ردیف از جدول داده­ها، رکورد (Record) می‌گویند. هر رکورد مجموعه ای از ویژگی هایی است که در ستون‌های آن جدول در نظر گرفته شده اند. مثلا اطلاعات مربوط به یک دانش آموز، یک رکورد از جدول دانش آموز است.

     محیط عملیاتی : مدرسه

     موجودیت ها : دانش آموز، درس، معلم و ...

      جدول دانش آموز  :                                                                                                   

سطر اول :  111     علی    حسینی      1382       : رکورد

ستون چهارم :    تولد    1382   1383    1382      : فیلد

جدول درس :

یکی از رایج‌ترین کاربردهای استفاده از پایگاه داده مدیریت اطلاعات در نرم افزارها است. در این بخش مثالی از کاربرد پایگاه‌های داده در نرم افزارها ذکر خواهیم کرد. برای این منظور یک سایت آموزش مجازی را در نظر بگیرید :

• این سایت ، حاوی یک جدول از اطلاعات کاربران ثبت نامی در پایگاه داده خود است.
• تمام مقالات و پست‌های سایت در جدولی جداگانه ذخیره می‌شوند.
• در جدولی دیگر ویدئوهای آموزشی و فایل‌های تصویری نگهداری می‌شوند.
• و....

این اطلاعات می‌توانند شامل اطلاعات قابل نمایش و غیر قابل نمایش برای کاربران باشند. بنابراین مجموع این جداول که هر کدام نگهدارنده ویژگی‌های مختلفی از موجودیت‌ها هستند، پایگاه داده این سایت را تشکیل می‌دهند. هر کدام از این جداول با نظم و ساختار مناسبی برای نگهداری اطلاعات طراحی شده است. حال تصور کنید اگر پایگاه‌های داده وجود نداشتند، مدیریت این حجم از اطلاعات چگونه امکان پذیر می‌شد؟!

نتیجه گیری

در هر لحظه از دنیای ما، حجم عظیمی از اطلاعات و داده‌ها ایجاد و سپس میان سیستم‌های مختلف رد و بدل می‌شوند. این اطلاعات و داده‌ها در عصر ارتباطات و تکنولوژی جایگاه بسیار مهمی دارند. به همین منظور همه برنامه نویسان باید بدانند که پایگاه داده چیست و چگونه می‌توانند با استفاده از آن‌ها نرم افزارهایی کاربردی ایجاد کنند.تصور کنید که تمام این اطلاعات بدون هیچگونه نظم و سامانی در محلی بدون امنیت و قائده خاصی ذخیره شوند.

سپس بخواهیم به تمام این داده‌ها و یا بخشی از آن‌ها دسترسی پیدا کنیم تا آنها را مورد پردازش و بررسی قرار دهیم. قطعا چنین کاری بدون سازماندهی این اطلاعات غیرممکن خواهد بود. بنابراین استفاده از دیتابیس برای ذخیره و سازماندهی اطلاعات بسیار ضروری است. به همین منظور سیستم های جدید مدیریت دیتابیس، با هدف برطرف ساختن نیاز ما برای ذخیره اطلاعات در حجم زیاد ساخته شده اند.