ماذا تعني إدارة قواعد البيانات (DBMS)؟

ماذا تعني إدارة قواعد البيانات (DBMS)؟

نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) هو برنامج نظام لإنشاء قواعد البيانات وإدارتها. يسمح للمستخدمين النهائيين بإنشاء البيانات في قواعد البيانات وحمايتها وقراءتها وتحديثها وحذفها في إي وقت، حيث يعمل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) بشكل أساسي كواجهة بين قواعد البيانات وبرامج التطبيقات أو المستخدمين النهائيين، وذلك يؤدي إلى تنظيم البيانات بشكل مستمر وإمكانية الوصول إليها بسهولة.

وإدارة قواعد البيانات، تسمح لأي شخص بتنظيم وتخزين واسترجاع البيانات من جهازه الكمبيوتر. ويمكن أن تصف تخزين البيانات والعمليات وممارسات الأمان لمسؤول قاعدة البيانات (DBA)، طوال فترة وجود البيانات. بالتالي تعمل إدارة قواعد البيانات على تصميم تخزين البيانات وتنفيذها ودعمها لزيادة قيمتها.

تاريخ أنظمة إدارة قواعد البيانات

إدارة قواعد البيانات وأهميتها
  • في أوائل الستينيات تم تطوير أول نظام إدارة قواعد بيانات، عندما أنشأ Charles Bachman نظام DBMS للملاحة. الذي يعرف باسم متجر البيانات المتكامل (IDS).
  • بعد فترة وجيزة، طورت شركة IBM نظام إدارة المعلومات (IMS)، وهو نظام إدارة قواعد بيانات هرمي مصمم لأجهزة IBM المركزية، التي لا تزال مستخدمة من قبل العديد من المؤسسات الكبيرة اليوم.
  • في عام 1971 جاء التقدم الرئيسي حسب لجنة لغات أنظمة البيانات (CODSYL). يعد نظام إدارة قواعد البيانات المتكامل (IDMS)من التطبيقات التجارية ونموذج للشبكة حيث تم تطويره عن طريق CODASYL. لكن سوق DBMS تغير إلى الأبد حيث اكتسب النموذج العلائقي للبيانات شعبية كبيرة.
  • في عام 1970م، قدم Edgar Codd من شركة IBM في ورقه بحثية، أي نموذج علائقي للبيانات لبنوك البيانات المشتركة الكبيرة، وبعدها أصبح نظام RDBMS هو المعيار الصناعي.
  • تم تطوير أول RDBMS في جامعة كاليفورنيا، بيركلي من قبل فريق بقيادة مايكل ستونبراكر. وفي نفس الوقت، كانت تعمل IBM في مشروعها الخاص System R على  تطوير نظام RDBMS.
  • في عام 1979م، تم إطلاق أول RDBMS تجاري ناجح، أوراكل. وبعد بضع سنوات تبعها Db2 من IBM و Sybase SQL Server وغيرها الكثير.
  • في التسعينيات، عندما أصبحت البرمجة الموجهة للكائنات OO منتشرة، حيث ظهر في السوق عدة أنظمة قواعد بيانات OO، لكنها لم تكتسب حصة كبيرة في السوق.
  • في وقت متقدم من التسعينيات، تمت صياغة مصطلح NoSQL. على مدار العقد التالي، وتم تجميع عدة أنواع من منتجات DBMS الجديدة غير العلائقية، بما فيها المفتاح، والقيمة والرسم البياني والمستندات ومخزن الأعمدة العريض في فئة NoSQL.
  • في يومنا هذا، يسيطر نظام إدارة قواعد البيانات (RDBMS) على سوق نظم إدارة قواعد البيانات (DBMS)، وتستمر شعبيته في النمو.

ما هي مهام إدارة قواعد البيانات؟

من مهامها ما يلي:

  • حماية بيانات المؤسسة.
  • عدم التعرض للمخاطر القانونية.
  • الحافظ على أداء التطبيقات التي تعتمد على البيانات بشكل جيد، من خلال مراقبته  وضبطه والتخزين وتخطيط السعة والنسخ الاحتياطي والاستعادة وأرشفة البيانات وتقسيم البيانات والنسخ المتماثل وغيرها.

أنواع إدارة قواعد البيانات

وفقًا لـ DAMA DMBOK، تشمل أنظمة إدارة قواعد البيانات العديد من الأنواع وهي:

1 – المركزية

أي جميع البيانات موجودة في نظام واحد وفي مكان واحد. حيث يدخل جميع المستخدمين إلى هذا النظام للوصول إلى البيانات.

2 – الموزعة

توجد بيانات في مجموعة متنوعة من المحاور، مما يمكن المستخدم من الوصول إليها بشكل سريع، أي صممت برنامج إدارة قواعد البيانات، لتكرار البيانات بين الخوادم، مما يسمح لها باكتشاف حالات الفشل ومعالجتها.

3 – الموحدة

توفير البيانات دون تكرار بيانات المصدر.أي يتم وضع العديد من البيانات المستقلة في قواعد تسمى كائنيه التوجه، حيث يستخدم هذا النوع من قواعد البيانات للمشاريع الموزعة والغير متجانسة وتصنف إلى عدة مجموعات منها:   

أ – مقرن بشكل فضفاض

تنشأ قواعد بيانات المكونات مخطط متحد يكون خاص بها، وتتطلب الوصول إلى أنظمة قواعد البيانات المكونات الأخرى من خلال لغة قواعد بيانات متعددة.

ب – اقتران بإحكام

تستخدم أنظمة المكونات عمليات مستقلة لإنشاء ونشر مخطط فيدرالي متكامل.

د – Blockchain

وهو نوع من نظام قواعد البيانات الموحدة، يستخدم لإدارة المعاملات المالية وأنواع أخرى من المعاملات بأمان.


ما هي مكونات نظم إدارة قواعد البيانات؟

يتكون من مكونات متكاملة متعددة توفر بيئة متسقة لإنشاء البيانات والوصول إليها وتعديلها في قواعد البيانات. وتشمل هذه المكونات ما يلي:

1 – محرك التخزين

وهو عنصر أساسي في نظام إدارة قواعد البيانات يستخدم لتخزين البيانات. لذلك يجب أن يتفاعل نظام DBMS مع نظام الملفات على مستوى نظام التشغيل (OS) حتى يتم تخزين البيانات. حيث يمكنه استخدام بعض المكونات الإضافية لتخزين البيانات أو التفاعل مع البيانات الفعلية على مستوى نظام الملفات.

2 – قاموس قاعدة البيانات أو كتالوج البيانات الوصفية

يعمل كتالوج البيانات الوصفية كمستودع لجميع كائنات قاعدة البيانات التي تم إنشاؤها. ويستخدم للتحقق من طلبات المستخدم للبيانات، حيث يمكن للمستخدمين الاستعلام عن الكتالوج للحصول على معلومات حول هياكل قاعدة البيانات الموجودة في DBMS. وأيضًا يمكن أن يتضمن كتالوج البيانات الوصفية معلومات حول كائنات قاعدة البيانات والمخططات والبرامج والأمان والأداء والاتصال والتفاصيل البيئية الأخرى حول إدارة قواعد البيانات.

3 – لغة الوصول إلى قواعد البيانات

يجب أن يوفر نظام إدارة قواعد البيانات واجهة برمجة تطبيقات على شكل لغة وصول للوصول إلى البيانات، وأيضًا يمكن استخدامها لإنشاء كائنات قاعدة البيانات وتأمين الوصول إلى البيانات والسماح بها.

4 – محرك التحسين

محرك التحسين يستخدم لتحليل طلبات لغة الوصول إلى قاعدة البيانات وتحويلها إلى أوامر قابلة للتنفيذ للوصول إلى البيانات وتعديلها.

5 – مدير القفل

يعد من المكونات الأساسية لنظام إدارة قواعد البيانات، فهو يدير الوصول المتزامن إلى نفس البيانات والأقفال المطلوبة للتأكد من أن العديد من المستخدمين لا يحاولون تعديل نفس البيانات في وقت واحد.

6 – مدير السجل

يسجل نظام DBMS جميع التغييرات التي تم إجراؤها على البيانات، ويتم استخدام هذا المكون لضمان إجراء سجلات السجل بكفاءة ودقة. حيث يستخدم DBMS مدير السجل أثناء إيقاف التشغيل وبدء التشغيل لضمان سلامة البيانات، ويتفاعل مع أدوات قاعدة البيانات لإنشاء نسخ احتياطية وتشغيل عمليات الاسترداد.

7 – مرافق البيانات

وهي مجموعة من الأدوات المساعدة لإدارة أنشطة قاعدة البيانات والتحكم فيها. مثل إعادة التنظيم، وحالات التشغيل، والنسخ الاحتياطي، والاسترداد، والتأكد من السلامة، وتحميل البيانات، وتفريغها، وإصلاحها.


فوائد استخدام نظم إدارة قواعد البيانات

تتمثل إحدى أهم فوائده هي:

  • استخدام نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)، في حين أنه يسمح للمستخدمين النهائيين ومبرمجي التطبيقات الوصول إلى نفس البيانات واستخدامها بشكل متزامن أثناء إدارة تكامل البيانات.
  • حماية البيانات وصيانتها بشكل أفضل، فعندما يمكن مشاركتها باستخدام DBMS بدلًا من إنشاء تكرارات جديدة لنفس البيانات المخزنة في ملفات جديدة لكل تطبيق جديد.
  • يوجد في نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) مخزن مركزي للبيانات التي يمكن لعدة مستخدمين الوصول إليها بطريقة محكمة.

ينتج عن إدارة البيانات والتخزين المركزي داخل نظام إدارة قواعد البيانات ما يلي:

  • تجريد البيانات.
  • الحفاظ على أمن البيانات.
  • آلية قفل للوصول المتزامن.
  • معالج فعال لتحقيق التوازن بين احتياجات التطبيقات المتعددة التي تستخدم نفس البيانات.
  • القدرة على إصلاح الأعطال والأخطاء بسرعة.
  • قدرة كبيرة لتكامل البيانات.
  • التسجيل والتدقيق على النشاط.
  • وصول بسيط باستخدام API قياسي.
  • إجراءات إدارة موحدة للبيانات.

لماذا تحتاج الشركات إدارة قواعد البيانات؟

يمكن استخدام إدارة قواعد البيانات في الشركة لعدة أمور منها:

  • العمل على إدارة العمليات التجارية.
  • تنظيم وتتبع العملاء والمخزون والموظفين.
  • التأكد من أداء الاستعلام بشكل مناسب.
  • الإطلاع الدائم على طلبات المستهلكين عبر الشبكة.
  • تخزين أفضل أنواع البيانات.
  • أتمتة العمليات.

عيوب نظم إدارة قواعد البيانات

  • العيب الكبير هو تكلفة الأجهزة والبرامج وأجور الموظفين اللازمين للتمكن من تشغيل نظام إدارة قواعد البيانات للمؤسسة مثل SQL Server أو Oracle أو IBM Db2.
  • يكون الجهاز خادم متطور، يحتوي على قدر كبير من الذاكرة تم إنشاؤه إلى جانب قرص كبيرة لتخزين البيانات.
  • يشتمل البرنامج على نظام إدارة قواعد البيانات نفسه، وهو مكلف، بالإضافة إلى أدوات للبرمجة والاختبار، لمديري قواعد البيانات لتمكين الإدارة والضبط.

العيوب من وجهة نظر الموظفين

  • يتطلب استخدام DBMS تعيين طاقم DBA، وتدريب من قبل مطورين للتمكن من الاستخدام الصحيح لنظام DBMS، وربما يحتاج إلى تعيين مبرمجي أنظمة إضافيين لإدارة التثبيت ودمج DBMS في البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات.
  • يعد التعامل مع العمليات المعقدة، مصدر قلق عند تنفيذ نظام إدارة قواعد البيانات.
  • يعد نظام إدارة قواعد البيانات جزءًا معقدًا من البرامج، بالتالي يتطلب معرفة متعمقة للتنفيذ والإدارة بشكل صحيح.

حالات استخدام إدارة قواعد البيانات

يمكن أن تستفيد معظم المؤسسات المتوسطة والكبيرة من استخدام نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)، إذا كان لديها المزيد من احتياجات مشاركة البيانات والتزامن وقادرة على التغلب بسهولة أكبر على مشاكل التكلفة والتعقيدات.


نماذج البيانات في نظم إدارة قواعد البيانات

نموذج البيانات هو نموذج مجرد ينظم عناصر البيانات، ويوثق الطريقة التي يتم بها تخزين البيانات واسترجاعها، ويوحد كيفية ارتباط عناصر البيانات المختلفة ببعضها البعض، وبخصائص كيانات العالم الحقيقي، ويتم تصميم الاستجابة اللازمة لمتطلبات نظام المعلومات. حيث إنه هناك ثلاثة أنواع رئيسية من نماذج بيانات في نظم إدارة قواعد البيانات.

1 – نموذج البيانات العلائقية

يتم تنظيم البيانات كجداول مستقلة بشكل منطقي.

2 – نموذج بيانات الشبكة

يتم تنظيم جميع الكيانات على شكل تمثيلات رسومية.

3 – نموذج البيانات الهرمي

يتم تنظيم البيانات على شكل هيكل شجري.

المصادر

ما هي إدارة قواعد البيانات؟ – dataversity

ما هي إدارة قواعد البيانات؟ – informatica

نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) – searchsqlserver

انتقل إلى أعلى