دیتا بیس و انواع آن (بخش اول)

دیتا بیس به مجموعه‌ای از داده‌های ساختار یافته و مرتبط با یکدیگر گفته می‌شود که در سیستم‌های کامپیوتری برای مدیریت، ذخیره و بازیابی داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیتا بیس ها به صورت فایل‌های الکترونیکی در سیستم‌های کامپیوتری ذخیره می‌شوند و می‌توانند به سادگی با استفاده از نرم‌افزارهای مختلف مدیریت شوند.

از دیتابیس‌ها به صورت گسترده در سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در برنامه‌های مدیریت مالی، بانک‌ها، سامانه‌های پرداخت الکترونیکی، سیستم‌های مدیریت محتوا و غیره از دیتابیس‌ها استفاده می‌شود. دیتا بیس انواع مختلفی دارد که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

استفاده از دیتا بیس در بسیاری از زمینه‌ها و صنایع بسیار رایج است و اهمیت آن در جامعه روز به روز بیشتر می‌شود. بسته به نوع داده‌ها و نیازهای هر صنعت، استفاده از دیتابیس می‌تواند متفاوت باشد، اما برخی از کاربردهای رایج دیتابیس عبارتند از:

۱- سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS)

این سیستم‌ها برای مدیریت و انتشار محتوای وب، از جمله مطالب و تصاویر در وب‌سایت‌ها و برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها از دیتابیس‌های رابطه‌ای مانند MySQL و PostgreSQLاستفاده می‌کنند.

۲- سیستم‌های مدیریت رابط کاربری (CRM)

این سیستم‌ها برای مدیریت رابطه با مشتریان، مانند مدیریت اطلاعات مشتری، تاریخچه خرید و فعالیت‌های مشتریان استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها معمولاً از دیتابیس‌های رابطه‌ای مانند Oracle و Microsoft SQL Server استفاده می‌کنند.

۳- سیستم‌های مدیریت موجودی (IMS)

این سیستم‌ها برای مدیریت موجودی کالاها و مواد مورد استفاده در صنایع مختلف، مانند تولید و توزیع کالاها استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها معمولاًاز دیتا بیس های رابطه‌ای مانند MySQL و PostgreSQL و همچنین دیتابیس‌های NoSQL مانند MongoDB استفاده می‌کنند.

۴- سیستم‌های مدیریت اطلاعات پزشکی (HIS)

این سیستم‌ها برای مدیریت اطلاعات پزشکی بیماران، از جمله سوابق پزشکی، تشخیص بیماری و درمان‌های انجام شده استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها از دیتابیس‌های رابطه‌ای مانند MySQL و PostgreSQL و همچنین دیتابیس‌های NoSQL مانند MongoDB استفاده می‌کنند.

۵- سیستم‌های مدیریت سفارشات (OMS)

این سیستم‌ها برای مدیریت سفارشات مشتریان، از جمله پرداخت سفارش، پرداخت، تحویل و بررسی مشتریان استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها معمولاً از دیتا بیس های رابطه‌ای مانند MySQL و PostgreSQL و همچنین دیتابیس‌های NoSQL مانند MongoDB استفاده می‌کنند.

در کل، دیتا بیس ها در بسیاری از صنایع و زمینه‌های کاربردی مانند تجارت الکترونیک، بانکداری، حمل و نقل، آموزش، ارتباطات، مدیریت منابع انسانی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور خلاصه، دیتابیس‌ها در هر صنعتی که نیاز به مدیریت و ذخیره‌سازی داده‌ها دارد،اهمیت و کاربرد زیادی دارند.

در ادامه (بخش اول) به  برخی از انواع دیتابیس و ویژگی‌های آنها اشاره می‌کنیم:

دیتابیس رابطه‌ای (Relational Database)

این نوع دیتا بیس مبتنی بر مدل رابطه‌ای است که در آن اطلاعات در جداول و رابطه‌ها ذخیره می‌شوند. در دیتابیس رابطه‌ای، جداول دارای ستون‌های مختلفی هستند که هر سطر مربوط به یک رکورد خاص است. ویژگی‌های این نوع دیتابیس شامل پشتیبانی از ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability)، پشتیبانی از انواع کلیدهای اصلی، قابلیت ایجاد رابطه‌های بین جداول، قابلیت اجرای پرس‌وجو برای بازیابی اطلاعات، قابلیت ایجاد نرم‌افزارهای پایدار و قابلیت ارتقاء پذیری است.

دیتابیس رابطه‌ای (Relational Database) یکی از انواع دیتابیس‌ها است که بر اساس مدل رابطه‌ای طراحی و پیاده‌سازی می‌شود. در این نوع دیتابیس، اطلاعات در جداول (Table) ذخیره می‌شوند و روابط بین جداول با استفاده از کلیدهای اصلی (Primary Key) و کلیدهای خارجی (Foreign Key) برقرار می‌شوند.

ویژگی ها

ویژگی‌های دیگر دیتا بیس رابطه‌ای عبارتند از:

۱- پشتیبانی از ACID

در دیتابیس رابطه‌ای، تراکنش‌ها باید از مجموعه عملیاتی که باید به صورت آتوماتیک و قطعی صورت گیرد، پشتیبانی کنند. ACID شامل Atomicity (اتمیتی)، Consistency (سازگاری)، Isolation (یکتایی) و Durability (دوام) است که هر کدام از آنها به معنایی خاصی برای مدیریت داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال، Atomicity به معنای این است که تراکنش‌ها باید به صورت کامل یا هیچ‌کدام اعمال شوند و Consistency به معنای این است که داده‌ها باید در هر لحظه در یک حالت معتبر و سازگار باشند.

۲- پشتیبانی از کلیدهای اصلی

در دیتا بیس رابطه‌ای، هر جدول باید دارای یک کلید اصلی باشد که برای شناسایی رکوردها استفاده می‌شود. این کلید بایدر ستون یا ستون‌های جدول تعریف می‌شود و برای جستجو، ارجاع و ایجاد رابطه با جداول دیگر استفاده می‌شود.

۳- قابلیت ایجاد رابطه‌های بین جداول

با استفاده از کلیدهای خارجی، رابطه‌های بین جداول برقرار می‌شود. این روابط می‌توانند به صورت یک به یک، یک به چند یا چند به چند باشند و باعث افزایش اطلاعات مفید در دیتابیس می‌شوند.

۴- قابلیت اجرای پرس‌وجو برای بازیابی اطلاعات

در دیتا بیس رابطه‌ای، پرس‌وجوها برای جستجو، فیلتر و ترکیب اطلاعات بر اساس شرایط مختلف اجرا می‌شوند. این پرس‌وجوها می‌توانند شامل عملیات‌هایی مانند SELECT، INSERT، UPDATE و DELETE باشند.

۵- قابلیت ایجاد نرم‌افزارهای پایدار

دیتابیس رابطه‌ای با استفاده از ACID ویژگی‌هایی دارد که موجب پایداری و قابلیت اطمینان دیتابیس می‌شود. این ویژگی‌ها می‌توانند باعث ایجاد نرم‌افزارهای پایدار و قابل اطمینان شوند.

۶- قابلیت ارتقاء پذیری

دیتا بیس رابطه‌ای قابلیت ارتقاء پذیری دارد و می‌تواند با توجه به نیازهای داده‌های جدید مناسب شود. به طور کلی، این ویژگی به معنای این است که می‌توان با افزودن جداول جدید، تغییرات در ساختار جداول موجود، افزودن فیلدهای جدید و موارد مشابه، دیتابیس را به راحتی ارتقاء داد و به نیازهای جدید پاسخ داد.

در نهایت، دیتابیس رابطه‌ای یک روش قدرتمند برای ذخیره و مدیریت داده‌های یک سیستم است که با استفاده از جداول، کلیدهای اصلی و خارجی، پرس‌وجوها و ویژگی‌های ACID، قابلیت اطمینان، پایداری و قابلیت ارتقاء پذیری بالایی را فراهم می‌کند.

دیتابیس شیءگرا (Object-Oriented Database)

در این نوع دیتابیس، اطلاعات به صورت شیءگرا ذخیره می‌شوند که در آن اشیاء دارای ویژگی‌ها و روابط با دیگر اشیاء هستند. ویژگی‌های دیگر این نوع دیتابیس شامل پشتیبانی از انواع روابط شیءگرا، قابلیتی از ساختار داده‌ها، قابلیت استفاده از ارث‌بری، قابلیت استفاده از پلی‌مورفیسم و کپسوله‌سازی، قابلیت پیچیدگی داده‌ها، قابلیت انعطاف‌پذیری و قابلیت ارتقاء پذیری است.

دیتا بیس شیءگرا (Object-Oriented Database) یک نوع دیتابیس است که از مدل شیءگرا برای ذخیره و مدیریت داده‌ها استفاده می‌کند. در این نوع دیتابیس، داده‌ها به صورت شیءگرا ذخیره می‌شوند و از قابلیت‌های شیءگرایی مانند وراثت، چندریختی، پلی‌مورفیسم و انتزاع پشتیبانی می‌کند.

ویژگی ها

ویژگی‌های دیگر دیتابیس شیءگرا عبارتند از:

۱- قابلیت پشتیبانی از شیءگرایی

در دیتابیس شیءگرا، داده‌ها به صورت شیءگرا ذخیره می‌شوند و از قابلیت‌های شیءگرایی مانند وراثت، چندریختی، پلی‌مورفیسم و انتزاع پشتیبانی می‌شود. به عبارت دیگر، این دیتابیس اجازه می‌دهد که شیءهای مختلف با ویژگی‌ها و رفتارهای متفاوت به صورت مستقل ذخیره شوند و از آنها استفاده شود.

۲- عدم نیاز به تبدیل داده‌ها

در دیتابیس شیءگرا، داده‌ها به صورت شیءگرا ذخیره می‌شوند و نیازی به تبدیل آنها به فرم دیگری نیست. این ویژگی باعث می‌شود که عملیات‌هایی مانند جستجو، فیلتر، مرتبه‌بندی و غیره بر روی داده‌ها به صورت مستقیم و بدون نیاز به تبدیل داده‌ها انجام شود.

۳- قابلیت انجام پردازش‌های پیچیده

با استفاده از دیتابیس شیءگرا، می‌توان پردازش‌های پیچیده‌تری را بر روی داده‌ها انجام داد. به عنوان مثال، می‌توان به راحتی پرس‌وجوهایی با استفاده از شیءهای مختلفی که با یکدیگر رابطه دارند، انجام داد.

۴- قابلیت توسعه‌پذیری

دیتابیس شیءگرا قابلیت توسعه‌پذیری دارد و به راحتی می‌توان به آن شیءهای جدید و ویژگی‌هایی مانند روابط بین شیءها، وراثت، چندریختی و پلی‌مورفیسم اضافه کرد. این ویژگی باعث می‌شود که دیتابیس بتواند به نیازهای داده‌های جدید پاسخ دهد و با تغییرات در ساختار داده‌ها سازگار باشد.

۵- قابلیت پشتیبانی از تراکنش‌ها

دیتابیس شیءگرا قابلیت پشتیبانی از تراکنش‌ها را دارد که به معنای پشتیبانی از ACID است. این ویژگی باعث می‌شود که تراکنش‌ها به صورت قطعی و در صورت بروز خطا به حالت اولیه بازگردانده شونند و داده‌ها در دیتابیس از دوام بالایی برخوردار باشند.

۶- قابلیت پشتیبانی از پارادایم‌های مختلف

دیتابیس شیءگرا قابلیت پشتیبانی از پارادایم‌های مختلفی مانند شیءگرایی، روابطی، ترتیبی و غیره را دارد. این ویژگی باعث می‌شود که دیتابیس بتواند با پارادایم‌های مختلف سازگار باشد و به نیازهای مختلف داده‌ها پاسخ دهد.

در نهایت، دیتابیس شیءگرا با استفاده از قابلیت‌های شیءگرایی، عدم نیاز به تبدیل داده‌ها، قابلیت انجام پردازش‌های پیچیده، قابلیت توسعه‌پذیری، پشتیبانی از تراکنش‌ها، پشتیبانی از پارادایم‌های مختلف و ویژگی‌های دیگر، یک روش قدرتمند برای ذخیره و مدیریت داده‌های شیءگرا است. با استفاده از این دیتابیس، می‌توان به راحتی با داده‌های شیءگرا کار کرد و پردازش‌های پیچیده‌تری را انجام داد.

دیتابیس شبکه‌ای (Network Database)

در این نوع دیتابیس، اطلاعات در قالب گراف ذخیره می‌شوند و ارتباط بین داده‌ها با استفاده از روابط پیچیده‌ای برقرار می‌شود. ویژگی‌های دیگر این نوع دیتابیس شامل قابلیت جستجوی پیچیده، پشتیبانی از انواع روابط، قابلیت اجرای پرس‌وجوبرای بازیابی اطلاعات، قابلیت انعطاف‌پذیری و قابلیت ارتقاء پذیری است.

دیتابیس شبکه‌ای (Network Database) یک نوع دیتابیس است که در آن داده‌ها به صورت گراف شبکه‌ای ذخیره می‌شوند. در این نوع دیتابیس، هر رکورد (record) می‌تواند به چندین رکورد دیگر به صورت دلخواه متصل شود و به این ترتیب، ارتباطات بین داده‌ها به صورت شبکه‌ای شکل می‌گیرد.

ویژگی ها

ویژگی‌های دیگر دیتابیس شبکه‌ای عبارتند از:

۱- قابلیت پشتیبانی از ارتباطات پیچیده

در دیتابیس شبکه‌ای، هر رکورد می‌تواند به چندین رکورد دیگر به صورت دلخواه متصل شود. این ویژگی باعث می‌شود که ارتباطات پیچیده‌تری بین داده‌ها به صورت شبکه‌ای شکل گیرد و به راحتی می‌توان به این ارتباطات دسترسی داشت.

۲- عدم نیاز به تکرار داده‌ها

در دیتابیس شبکه‌ای، داده‌ها به صورت گرافی ذخیره می‌شوند و به این ترتیب، نیازی به تکرار داده‌ها در محل‌های مختلف نیست. این ویژگی باعث می‌شود که مصرف فضای ذخیره سازی کاهش پیدا کند.

۳- قابلیت جستجوی سریع

در دیتابیس شبکه‌ای، به راحتی می‌توان به ارتباطات بین داده‌ها دسترسی داشت و با استفاده از آنها، جستجوی سریع و دقیقی را بر روی داده‌ها انجام داد.

۴- قابلیت انجام پردازش‌های پیچیده

با استفاده از دیتابیس شبکه‌ای، می‌توان پردازش‌های پیچیده‌تری را بر روی داده‌ها انجام داد. به عنوان مثال، می‌توان به راحتی پرس‌وجوهایی با استفاده از ارتباطات شبکه‌ای بین داده‌ها انجام داد.

۵- قابلیت توسعه‌پذیری

دیتابیس شبکه‌ای قابلیت توسعه‌پذیری دارد و به راحتی می‌توان به آن رکوردها و ارتباطات جدید اضافه کرد. این ویژگی باعث می‌شود که دیتابیس بتواند به نیازهای داده‌های جدید پاسخ دهد و با تغییرات در ساختار داده‌ها سازگار باشد.

۶- قابلیت پشتیبانی از تراکنش‌ها

دیتابیس شبکه‌ای قابلیت پشتیبانی از تراکنش‌ها را دارد که به معنای پشتیبانی از ACID است. این ویژگی باعث می‌شود که تراکنش‌ها به صورت قطعی و در صورت بروز خطا به حالت اولیه بازگردانده شونند و داده‌ها در دیتابیس از دوام بالایی برخوردار باشند.

در نهایت، دیتابیس شبکه‌ای با استفاده از گراف شبکه‌ای، قابلیت پشتیبانی از ارتباطات پیچیده، عدم نیاز به تکرار داده‌ها، جستجوی سریع، قابلیت انجام پردازش‌های پیچیده، قابلیت توسعه‌پذیری، پشتیبانی از تراکنش‌ها و ویژگی‌های دیگر، یک روش قدرتمند برای ذخیره و مدیریت داده‌های شبکه‌ای است. با استفاده از این دیتابیس، می‌توان به راحتی با داده‌های شبکه‌ای کار کرد و پردازش‌های پیچیده‌تری را انجام داد.