پایگاه داده یا Database مجموعه ای از اطلاعات سامان یافته است که بر اساس ترتیب و قوائدی مشخص در کنار یکدیگر نگهداری می‌شوند. مدیریت اطلاعات ذخیره شده در دیتابیس توسط کاربران معمولا از طریق سیستم مدیریت پایگاه داده یا Database Management System صورت می‌گیرد. DBMS‌ها ابزارها و مکانیزم‌های مختلفی را برای ایجاد و مدیریت دیتابیس‌ها در اختیار ما قرار می‌دهند.

DBMS چیست؟

سیستم مدیریت پایگاه داده یا DBMS نرم افزاری است که از مجموعه ای از ابزارها و بخش‌های مرتبط با هم به منظور فراهم آوردن امکان مدیریت کامل اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده تشکیل شده است. DBMS پل ارتباطی میان پایگاه داده، کاربر و اپلیکیشن است که وظیفه دارد ارتباط و تعامل میان این اجزا را آسان سازد.

انواع سیستم‌های مدیریت پایگاه داده

انواع مختلفی از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده از نظر ساختار و قوائد ذخیره اطلاعات توسعه داده شده است. هر یک از آن‌ها برای هدف خاصی ایجاد شده اند که نسبت به یکدیگر برتری‌ها و معایبی نسبی دارند. هر یک از انواع DBMS‌ها باید با توجه به هدف و نیازی که وجود دارد، به کار گرفته شوند.

• Hierarchical DBMS : ساختار این سیستم به صورت درختی است.
• Network DBMS : این سیستم از ساختار شبکه ای برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کند.
• Relational DBMS : این سیستم یکی از پرکاربردترین سیستم‌های مدیریت پایگاه داده است که ساختار داده‌ها را به صورت رابطه ای در نظر می‌گیرد.
• Object Oriented DBMS : در این سیستم داده‌ها به صورت شی در نظر گرفته می‌شوند.
• NoSQL : این سیستم جدیدترین سیستم مدیریت پایگاه داده است که برای زمانی کاربرد دارد که داده‌ها به صورت جدولی نباشند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با دیتابیس‌های Document-based در NoSQL ها

مزایا و معایب سیستم مدیریت پایگاه داده

سیستم‌های مدیریت پایگاه داده به منظور رفع محدودیت‌های موجود در سیستم‌های ذخیره و نگهداری اطلاعات در فایل‌ها ایجاد شده اند. البته این DBMS ها نسبت به سیستم‌های نگهداری اطلاعات در فایل‌ها دارای مزایا و معایبی هستند.

مزایا استفاده از DBMS ها:

سیستم‌های مدیریت پایگاه داده مزایا و قابلیت‌های بسیار زیادی نسبت به سایر روش‌های ذخیره سازی اطلاعات در اختیار کاربران قرار می‌دهند. برخی از مهمترین مزایای آن‌ها عبارتند از:

امکان دسترسی سریع به اطلاعات : دسترسی سریع به اطلاعات (Fast Query Access) ذخیره شده در فایل‌ها به دلیل Index نشدن اطلاعات، امکان پذیر نبود. زیرا در فایل‌ها دسترسی به داده‌ها به صورت ترتیبی است، اما در مقابل آن دسترسی به اطلاعات در DBMS‌ها به دلیل Index شدن داده‌ها به صورت Random Access صورت می‌گیرد.

• اطمینان از صحت داده‌ها و اتصال همزمان : یکی از مشکلات اصلی سیستم ذخیره اطلاعات در فایل ها، نبود اطمینان از ذخیره صحیح اطلاعات و نبود امکان اتصال همزمان (concurrent access) به محل ذخیره آن‌ها بود. اما در DBMS‌ها به راحتی از اتصال چندین کاربر و نرم افزار به پایگاه داده پشتیبانی می‌شود.
• پشتیبانی از قابلیت تراکنش : این قابلیت که در سیستم ذخیره فایلی وجود نداشت، این امکان را فراهم می‌سازد که اگر مجموعه ای از پردازش‌ها به صورت کامل انجام نشدند، اطلاعات به حالت قبلی بازگردند. برای مثال زمانی که خرید اینترنتی انجام می‌دهید، تا زمانی که تمام پردازش‌ها صورت نگیرند و هزینه خرید به حساب مقصد به صورت صحیح منتقل نشده باشد، کالای مورد نظر به مالکیت شما در نخواهد آمد و مبلغ کالا به حساب شما باز خواهد گشت.
• استاندارد سازی اطلاعات : قابلیت استاندارد سازی اطلاعات (Data Normalization) از DBMS‌ها به منظور بهینه سازی پایگاه داده می‌باشد. DBMS‌ها امکاناتی مانند حذف اطلاعات تکراری، فشرده سازی اطلاعات و... در اختیار ما قرار می‌دهند.
• مقیاس پذیر، منعطف و قابل توسعه : یکی از بزرگترین مشکلات استفاده از سیستم ذخیره فایلی، عدم توسعه پذیری و انعطاف پایین آن‌ها بود. اما DBMS‌ها برای افزایش حجم اطلاعات و داده‌ها راهکار‌های فراوانی دارند.
• قائده پذیری و استاندارد سازی : در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده، حتما باید استانداردها رعایت شوند (Standards Enforcement) تا از ایجاد هرگونه نابسامانی و اختلال در دیتابیس در آینده جلوگیری شود.
• پردازش و بررسی داده‌ها : در پایگاه داده با استفاده از زبان Sql می‌توانیم اطلاعات مورد نظر را مورد پردازش و بررسی قرار دهیم و سپس نتیجه نهایی را توسط Query‌ها از پایگاه داده درخواست کنیم.
• امنیت بالا : در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده می‌توان برای دسترسی به بخش‌های مختلف داده را برای کاربران و بخش‌های نرم افزاری مختلف محدودیت در نظر گرفت.

معایب استفاده از DBMS ها:

در کنار تمام مزیت هایی که سیستم‌های مدیریت پایگاه داده در اختیار ما قرار می‌دهند، معایبی نیز وجود دارند. این معایب که باید حتما در نظر گرفته شوند، عبارتند از :

• پیچیدگی در طراحی پايگاه داده : طراحی و ایجاد پایگاه داده با استفاده از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده پيچيده و زمانبر است. بنابراین به کارگیری این سیستم ها، نیازمند تخصص و تجربه می‌باشد.
• نیاز به تهیه سخت افزار و نصب نرم افزار: برای استفاده از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده نیازمند تهیه سیستم‌ها و سخت افزارهای جداگانه داریم که این کار هزینه بر است.
• متمرکز بودن اطلاعات ذخیره شده : به دلیل متمرکز بودن اطلاعات ذخیره شده، اگر هر گونه خطا یا مشکلی برای سیستم پایگاه داده به وجود آید، تمام اطلاعات در معرض خطر از دست رفتن قرار می‌گیرند. همچنین بر اساس رخ دادن این اتفاق، تمام نرم افزارهای متصل به پایگاه داده با مشکل رو به رو خواهند شد. یکی از راه‌های پیشگیری از این نوع مشکلات تهیه پشتیبانی از اطلاعات ذخیره شده است.
• وابستگی نرم افزار‌ها : با بکارگیری سیستم‌های مدیریت پایگاه داده، نرم افزارهای طراحی شده به پایگاه داده وابسته خواهند شد.

مدیریت اطلاعات پایگاه داده

یکی از کاربردهای DBMS انجام عملیات‌های چهارگانه ساختن (Create)، بروزرسانی (Update)، خواندن (Read) و حذف (Delete) اطلاعات است. این عملیات‌ها به اختصار CRUD نامیده می‌شوند. DBMS‌های مختلفی برای مدیریت اطلاعات دیتابیس‌ها وجود دارند که هر یک از آن‌ها دارای مزایا و معایب خاص خود است. از جمله DBMS‌های پرکاربرد می‌توان به لیست زیر اشاره کرد:

• MySQL
• PostgreSQL
• SQLite
• SQL Server
• IBM Db2
• Microsoft SQL Server
• Oracle Database
• MariaDB
• Microsoft Access
• LibreOffice Base

نتیجه گیری

همانطور که دیدید، سيستم‌های مديريت پايگاه داده مانند یک راه ارتباطی بين پايگاه داده، كاربر و نرم افزارهای کاربردی عمل مي کنند. امروزه تقریبا استفاده از DBMS‌ها برای همه برنامه نویس‌ها و توسعه دهندگان امری غیرقابل اجتناب است. به همین دلیل هر برنامه نویسی باید نحوه کار با این سیستم‌ها را به خوبی یاد بگیرد تا بتواند با بکارگیری آن‌ها به راحتی داده‌ها و اطلاعات نرم افزارهای خود را مدیریت کند.