چگونه دیتابیس بسازیم؟
ساخت دیتابیس و استفاده از آن، مستلزم دانش در این زمینه است. پایگاه داده، جایی برای گرد آمدن دادههای مختلف و دستهبندی شده است. وقتی ساخت دیتابیس بهخوبی انجام شود، فراخوانی و استفاده از آنها به شدت راحتتر خواهد شد.
دنیای کامپیوتر و دادهها، روزبهروز جلوتر میروند و اگر دیتا و اطلاعات مختلف بهخوبی دستهبندی نشوند، استفاده از این اطلاعات به مشکلات بسیار زیادی برمیخورد. ارتباط بین دادهها نیز، یکی از مهمترین شرایطی است که این دادهها باید داشته باشند. وجود همین ارتباط میتواند در فراخوانی، استفاده و حتی طبقهبندی دادهها، موثر باشد.
ما قصد داریم در مورد دیتابیس و ساختن آن، برای شما مطالبی مهم را عنوان کنیم تا بیشتر با این موضوع، آشنا شوید؛ پس با ما همراه باشید.
دیتابیس چیست و چه کاربردی دارد؟
باید بپذیریم که صحبت از مفاهیم مهم و کاربردی حوزه آیتی و کامپیوتر، کمی تخصصی است و احتمالا همه نتوانند مفاهیم آن را بهخوبی و درستی درک کنند. اما در اینجا قرار است ما با زبانی بسیار ساده بگوییم که چگونه میتوان ساخت دیتابیس انجام داد. اما پیش از آن نیاز است تا دیتابیس و پایگاه داده را بهخوبی شناخته و درک کنید منظور ما از پایگاه داده چیست؟ پس اجازه دهید این مفهوم را با ذکر مثالی بسیار ساده تعریف کنیم:
فرض کنید شما در یک اتاق با کلی لباس مواجه هستید و نمیدانید که کدامیک از این لباسها برای رفتن به سرکار هستند و حتی نمیدانید کدامیک از آنها برای مهمانی یا لباس راحتی در خانه هستند. اما زمانی که شما یک کمد لباس در اتاق داشته باشید که دارای چند سبد لباس و چوب لباسی و کشو باشد و هر چیزی را دستهبندی کنید و در آن قرار دهید، کار شما راحتتر خواهد شد. در واقع شما درحال طبقهبندی لباسهای خود هستید و هر وقت خواستید از لباس خاصی استفاده کنید، میدانید که از کجا و چگونه آنرا بردارید. در دنیای کامپیوتر هم، ساخت دیتابیس بههمین صورت است.
اطلاعات مختلفی که در کامپیوتر یا یک برنامه و پلتفرم دارید را میتوانید دستهبندی کرده و پایگاه داده بسازید. هر زمان که خواستید نیز، میتوانید آنها را فراخوانی کرده و استفاده کنید.
ساخت دیتابیس، کاربردهای متنوعی دارد. مهمترین کاربرد ساخت دیتابیس و پایگاه داده، دستهبندی و دسترسی راحت به آنها در هر زمان و مکان است. اگر دادهها مرتبسازی نشوند، نمیتوان به آنها دسترسی پیدا کرد. کاربرد دیگر ساخت دیتابیس، کاهش حجم ذخیرهسازی اطلاعات روی کامپیوتر یا یک پلتفرم است. اگر دوست دارید در زمینه ساخت دیتابیس اطلاعات و آموزشهای خوبی کسب کنید، میتوانید به آکادمی چابک مراجعه کنید. این آکادمی در زمینه برنامه نویسی، حوزه کسب و کار، آموزش و … خدمات متنوعی ارائه میکند.
دیتابیس در برنامه نویسی چیست؟
برنامه نویسی کامپیوتری، یک علم پیچیده و شیرین است. در واقع هر برنامهای، پیش از نوشته شدن، یک ایده خام است که بعد از پر و بال دادن به آن و گسترده شدن، توسط برنامه نویسان نوشته میشود. برنامه نویسان با دستهبندی و طبقهبندی صفر و یکهای کامپیوتری و دادههای خام، آنها را به یک برنامه تبدیل میکنند.
برای مثال، زمانیکه یک برنامه نویس میخواهد یک برنامه خیلی ساده مانند ماشین حساب را برنامه نویسی کرده و آنرا بسازد، نیازمند ساخت دیتابیس است. این دادهها و اطلاعاتی که در اختیار دارد را، طبق زبانی که میخواهد برنامه نویسی کند، در کنار هم میچیند و تبدیل به دیتا میکند. دیتاها بهشکل جداول، سطر و ستون در کنار یکدیگر قرار میگیرند و درنهایت مجموع آنها تبدیل به یک برنامه ماشین حساب میشود.
ساخت دیتابیس برای یک برنامه نویس، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. فارغ از برنامه و برنامه نویسی، خود کامپیوتر هم متشکل از دادههای بسیار منظم و طبقهبندی شده است. در واقع، همانطور که یک برنامه، شامل اطلاعات طبقهبندی بهشکل درست و صحیح میباشد، کامپیوتر نیز شامل صفر و یک و دادههای مختلفی است که در کنار هم بهشکل جداول و ستون و سطرهای مختلف، قرار گرفتهاند.
تمامی دادههای موجود در یک پایگاه داده نیز باید مدیریت شوند. DBMS که در واقع، مخفف عبارت database management system است، نرم افزار رایانهای برای مدیریت دادهها و اطلاعات کامپیوتری و برنامه نویسی شده است. یک برنامه نویس، میداند که چگونه باید ساخت دیتابیس انجام دهد و آنها را از طریق نرم افزار dbms مدیریت و کنترل کند.
نحوه ساخت دیتابیس (پایگاه داده)
دیتابیس (DataBase) یا پایگاه داده مجموعهای سازمانیافته از اطلاعات یا دادههای ساختاریافته است که معمولاً بهصورت الکترونیکی در یک سیستم کامپیوتری ذخیره میشود. هدف این مقاله آشنایی با مفاهیم اولیه پایگاه داده و کاربردهای آن است.
دیتابیس مجموعهای سازمانیافته از دادهها است که مدیریت دادهها را آسانتر میکند. برای مدیریت دادهها در یک پایگاه داده، معمولاً از یک سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) یا همان (DataBase management System) استفاده میشود.
امروزه دادههای موجود در رایجترین انواع دیتابیس معمولاً در یک سری جداول در ردیفها و ستونهای جدول مدلسازی میشوند تا پردازش و پرسوجوی دادهها کارآمد باشد. از این طریق دادهها را میتوان بهراحتی در دسترس قرار داد و مدیریت، اصلاح، بهروزرسانی، کنترل و سازماندهی کرد. اکثر پایگاههای داده از زبان پرسوجو ساختیافته (SQL) برای نوشتن و پرسوجو دادهها استفاده میکنند. بهعبارت دیگر، پایگاه داده مجموعهای از رکوردهای ذخیرهشده در رایانه با روشی سیستماتیک (اصولی) مثل یک برنامه رایانهای است که میتواند به سوالات کاربر پاسخ دهد.
- موجودیت در پایگاه داده (Entity): هر چیزی که راجعبه آن بخواهیم اطلاعاتی ذخیره کنیم، یک هویت یا «موجودیت» (Entity) نامیده میشود. بهعنوان مثال، در یک سیستم ذخیرهسازی اطلاعات حسابداری، دارایی غیرمنقول یک موجودیت و وجوه نقد یک موجودیت جدا به حساب میآید، زیرا اطلاعات قابل تشخیص برای دارایی منقول با اطلاعات وجوه نقد متفاوت است، ولی ممکن است در یک گزارش با هم مرتبط باشند.
- جداول (Table): اطلاعات موجود در پایگاههای داده داخل Table ذخیره میشود.
- ستون (Field): هر فیلد دربرگیرنده یک صفت و ویژگی برای موجودیت است و در هر فیلد خصوصیت و مقدار آن مشخص میشود.
- سطر(Record): رکوردها شامل اطلاعات طبقهبندیشده درباره یک موجودیت خاص هستند.
انواع دیتابیس کدامند؟
ساخت دیتابیس برای یک برنامه نویس و یک مهندس آی تی، نیازمند این است که بتواند انواع دیتابیس را بشناسد و طبقهبندی آنها را نیز، بهدرستی درک کند. چیدمان دادههای پایگاه داده (دیتابیس)، انواع مختلفی دارد. در واقع، انواع دیتابیس براساس چیدمان، مختلف هستند. دیتابیسها بهتناسب زبان های برنامه نویسی مختلف در نرم افزارها مورد استفاده قرار میگیرند. هرکدام از این پایگاه های داده در نوع خودشان مفید واقع میشوند و نمیتوان از میان آنها یکی را بر دیگری برتر دانست. ادامه بخشی از آنها را معرفی خواهیم کرد:
- دیتابیس نمودار Graph Database
- دیتابیس رابطه ای Relational Database
- دیتابیس سلسله مراتبی Hierarchical Database
- دیتابیس شی گرا Object-oriented Databases
- دیتابیس توزیع شده Distributed Database
- دیتابیس مرکزی Centralized Database
- دیتابیس عملیاتی Operational database
- پایگاه داده NoSQL NoSQL Database
- دیتابیس ابری Cloud Databas
از یک دیدگاه دیگر میتوان دیتابیس (پایگاه داده) را به انواع زیر نیز دستهبندی کرد:
در واقع، انواع مختلفی از دیتابیس وجود دارد که بسته به نحوه استفاده سازمان از دادهها مورد استفاده قرار میگیرند. در ادامه به معرفی انواع آن میپردازیم.
دیتابیس NoSQL
NoSQL یا پایگاه داده غیررابطهای اجازه میدهد تا دادههای بدون ساختار و نیمهساختاریافته ذخیره و دستکاری شوند. NoSQL با رواج و پیچیدهتر شدن برنامههای کاربردی وب، محبوبیت بیشتری پیدا کرد. NoSQL مکانیزمی متفاوت با روابط جدولی استفادهشده در دیتابیس رابطهای برای ذخیره و بازیابی دادههای مدلسازیشده ارائه میکند. گاهی به این پایگاه داده Not only SQL نیز گفته میشود و به این معنی است که پایگاه داده NOSQL میتواند زبانهای مشابه با SQL را نیز پیشتیبانی کند.
پایگاه داده رابطهای (Relational Data Base)
دیتابیس رابطهای رایجترین نوع پایگاه داده است که از یکسری جدول تشکیل شده و اطلاعات را مطابق دستهبندیهایی از پیش تعیینشده مرتب میکند. علت نامگذاری بهعنوان رابطهای این است که طراحی و ساخت آن باتوجه به مدل رابطهای ادگار کاد انجام شده است. فناوری پایگاه داده رابطهای کارآمدترین و منعطفترین راه را برای دسترسی به اطلاعات ساختاریافته فراهم میکند.
پایگاه داده مبتنیبر فضای ابری (Cloud Data Base)
دیتابیس ابری به پایگاه دادهای گفته میشود که معمولاً روی یک پلتفرم محاسبهگر از نوع cloud اجرا میشود. پایگاه داده ابری نرم افزار بهکار برده شده و دادههای پشتهشده را به کاربر بهطور واضح نشان میدهد.
پایگاه داده بهعنوان سرویس (DBaaS)
با DBaaS، وظایف اداری و نگهداری توسط یک ارائهدهنده خدمات انجام میشود. در واقع، دیتابیسها با استفاده از زبانهای مختلفی ایجاد میشوند. اما زبان SQL (Structured Query Language) از همه معروفتر و رایجتر است.
دیتابیس اوراکل (Oracle DataBase)
اوراکل معمولاً در بانکها و سازمانهای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد. این پایگاه داده یک سیستم مدیریت پایگاه داده تجاری است. در اوراکل از فناوری پایگاه داده در مقیاسهای سازمانی و همراه با ویژگیهای قدرتمند و خاص استفاده میشود. در اوراکل ذخیرهسازی میتواند بهصورت درونسازمانی یا در فضای ابری انجام شود.
دیتابیس PostgreSQL
PostgreSQL یک سیستم پایگاه داده منبعباز و بسیار پایدار است که از عملکردهای مختلف SQL، مانند کلیدهای خارجی، سوالات فرعی، تریگرها و انواع مختلف و عملکردهای تعریفشده توسط کاربر پشتیبانی میکند. PostgreSQL زبان SQL را بیشتر تقویت میکند و چندین ویژگی را ارائه میدهد که بهدقت حجم کاری دادهها را مقیاس و ذخیره میکند. PostgreSQL به توسعهدهندگان در ساخت اپلیکیشنها کمک میکند. همچنین بهوسیله حفاظت از یکپارچگی اطلاعات به مدیران یاری میرساند تا محیطی با تحمل خطا را ایجاد کنند و در صورت رخدادن خطا، مشکلی برای اطلاعات ایجاد نشود. و در واقع دیتابیس PostgreSQL قابلیت برنامهنویسی کامل سمت سرور را نیز دارد.
دیتابیس API
API (DataBase Application Programming Interface) کتابخانهای است که به پایتون اجازه میدهد به سرور پایگاه داده متصل شود. API با پشتیبانی از چندین سرور پایگاه داده بهراحتی به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا از عملکردهای پیچیدهتر مانند تراکنشها استفاده کنند.
دیتابیس Access
Access یک سیستم مدیریت پایگاه داده معروف است که توسط مایکروسافت تولید شده و بخشی از مجموعه آفیس مایکروسافت است. آموزش Access با بیان پراستفادهترین ویژگیهای آن:
- امکان وارد کردن دادهها از اکسل یا پایگاههای داده دیگر
- امکان ایجاد فرمهایی برای ورود یا مشاهده دادهها
- امکان طراحی و اجرای پرسوجوهای بازیابی دادهها
- امکان طراحی گزارش برای چاپ یا تبدیل به PDF
- امکان تعامل کاربران با Access از طریق SQL
کدام پایگاه داده خوب است؟
ساخت دیتابیس باید براساس سیستمهای دیتابیسی مختلف و گوناگون صورت بگیرد. اما تا به حال از خود پرسیدهاید که کدام پایگاه داده برای ما مناسب است و کدام یک مناسب نیست؟
پاسخ، صریح و روشن است. ما باید براساس کاری که انجام میدهیم زبان برنامه نویسی و نوع پشتیبانی وب سرور و بسیاری از عناصر دیگر را انتخاب کنیم. سیستم مدیریت دیتابیس ما باید شامل تمامی این موارد باشد و بتوانیم میان آنها ارتباط موثر ایجاد کنیم.
برای مثال، ساخت دیتابیس در sql، بسیار ساده است و میتوان در sql، یک پایگاه داده ساده ساخت و از آن در مواقع لزوم استفاده کرد. نحوه ذخیره داده و دریافت اطلاعات در این نوع پایگاه داده، بهصورت کاملا سازمان یافته است. با استفاده از اس کیو ال، میتوان یک جدول را بهوسیله کلید اصلی یا خارجی به جدول دیگر متصل کرد. اس کیو ال تمام ساختارها و ارتباطات را بهوسیله Schema اسکیما ذخیره میکند.
و در آخر لازم بهذکر است که sql، پایگاه مناسبی برای دادههای ساختاریافته به حساب میآید. اگر تصمیم دارید برای ذخیرهسازی دادههای بزرگ و وسیع و بدون ساختار خاصی استفاده کنید، اس کیو ال مناسب نیست.
برای دریافت اطلاعات در این زمینه میتوانید به آکادمی چابک مراجعه کنید که در زمینه آموزش پایگاه داده و برنامه نویسی و …، فعالیت دارد.
خواص ACID در دیتابیس
برای ثبت تراکنشها در یک پایگاه داده، باید از خاصیتی به اسم ACID پشتیبانی کنند. ACID مخفف Atomicity ،Consistency ،Isolation و Durability میباشد.
Atomicity: این خاصیت به خاصیت همه یا هیچ معروف است. در واقع، یک تراکنش یا باید بهطور کامل در ACID اجرا شود یا خیر.
Consistency: سازگاری یعنی یک تراکنش، ACID را از یک حالت سازگار به یک حالت سازگار دیگر انتقال میدهد. البته ممکن است این سازگاری در بین تراکنش (وقتی هنوز تراکنش تمام نشده است) نقض شود.
Isolation: بهعنوان مثال در ACID، چندین تراکنش با یکدیگر در حال اجرا هستند، این تراکنشها نباید از اجرای یکدیگر مطلع شوند. یعنی این تراکنشها باید طوری اجرا شوند که انگار، فقط همین تراکنش در حال اجرا در کل ACID است.
Durability: پایداری به این معناست که یک تراکنش بعد از اتمام باید در حافظه باقی بماند. یعنی اگر یک تراکنش با موفقیت به اتمام رسید، نتایج کار، با قطع برق یا اتفاقهای دیگر از بین نرود.
منابع
دیدگاهتان را بنویسید