فناوری پایگاه اطلاعاتی

فناوری پایگاه‌ داده‌ای کاربردهای بسیاری در زمینه‌های مختلف اقتصادی، آموزش، اجتماعی و علوم گوناگون دارد. برخی از این کاربردها روی یک کامپیوتر و تنها به‌شکل یک کاربرد ارایه می‌گردند و برخی در سطح بسیار گسترده‌تری توسط صد‌ها نیروی انسانی و روی شبکه‌های محلی‌ و غیر‌محلی پردازش می‌گردند.

امروزه تقریبا همه مردم به پایگاه داده‌ای و مزایای این فناوری نیاز دارند، اما تعداد کمی نحوه عملکرد یا استفاده از آن را می‌دانند. به‌طور کلی هدف از ذخیره داده‌ها، چه به‌صورت سیستم فایلی چه به‌صورت بانک اطلاعاتی، چیزی نیست جز نگهداری داده در رابطه با یک یا چند واقعیت و ایجاد امکان نمایش مناسب این داده‌ها برای کاربر؛ به‌گونه‌ای که کاربرد اطلاعات لازم و مورد نیاز خود را از این داده‌ها استخراج کند. باید توجه داشت که اگر این داده‌ها نشان‌دهنده همه اطلاعات سیستم مورد نظر نباشد یا حتی اگر از این داده‌ها نتوان اطلاعات مورد نظر کاربرد را به‌طور مناسب نمایش داد، سیستم مورد نظر در برآورده ساختن هدف خود ناموفق بوده است. بنابراین شاید بتوان گفت مهم‌ترین عاملی که یک طراح پایگاه اطلاعاتی باید همواره در نظر داشته باشد، همین هدف اصلی سیستم‌های بانک اطلاعاتی است: یعنی ذخیره کامل اطلاعات. البته به‌گونه‌ای که همه داده‌های مورد نیاز سیستم را در خود ذخیره کرده باشد و از این داده‌ها همه اطلاعات مورد نیاز کابرد قابل استخراج باشد.

پیش از آغاز بحث در این زمینه، لازم است برخی از اصطلاحات رایج در دانش پایگاه داده‌ها را به اختصار تعریف کنیم:

اصطلاح پایگاه‌ داده‌ها

یکی از رایج‌ترین اطلاعات در دانش و فن کامپیوتر ‌(انفورماتیک‌) است. پایگاه داده‌ها1 عبارتست از مجموعه‌ای از داده‌ها یا مجموعه‌ای از داده‌های منطقا به‌هم مرتبط2 (و توصیف‌ این‌ داده‌ها) که‌ برای‌ پاسخ‌گویی به نیازهای‌ اطلاعاتی‌ یک‌ سازمان طراحی‌ شده‌اند.

مدلسازی معنایی داده‌ها

یعنی ارایه مدلی از محیط عملیاتی یا خرد جهان واقع (بخشی از یک محیط واقعی شامل واقعیات یا بوده‌ها، شده‌ها، هست‌ها) با توجه به‌معنای داده‌ها، به‌کمک مفاهیمی مستقل از جنبه‌های مربوط به نمایش منطقی و نمایش فیزیکی داده‌ها به مدلسازی معنایی گاه طراحی ادراکی3 (مفهومی) گفته می‌شود.

محیط انتزاعی

در مقوله پایگاه داده‌ها وقتی از محیط انتزاعی4 سخن می‌گوییم، منظور محیطی است فراتر از محیط فایلینگ منطقی و فایلینگ فیزیکی (محیط فرافایلی). مفاهیمی که در محیط انتزاعی مطرح می‌شود به‌طبع باید از جنبه‌های فایلینگ پایگاه‌ مستقل و ماهیتا انتزاعی باشد. محیط انتزاعی پایگاه داده‌ها خود می‌تواند سطوحی داشته باشد که مدلسازی معنایی داده‌ها امکانی است برای نمایش خردجهان واقع در بالاترین سطح انتزاع. اما محیط انتزاعی پایین‌تر از سطح مدلسازی، همان سطح طراحی منطقی پایگاه داده‌ها است.

ساختار داده‌ای رابطه‌ای

مدل داده‌ای امکانی است برای طراحی منطقی پایگاه‌ داده‌ها، تعریف و کنترل آن و نیز انجام عملیات در آن، و کاربر با استفاده از آن می‌تواند این هر سه عمل اساسی را در محیطی انتزاعی انجام دهد. بنابراین می‌توان گفت که مدل داده‌ای تامین‌کننده محیط انتزاعی پایگاه داده‌ها است و از سه بخش اساسی ‌(بخش ساختاری، بخش عملیاتی، بخش جامعیتی) تشکیل شده است.

عنصر ساختاری

به این معنا که با آن انواع موجودیت‌ها و ارتباطات میان آن‌ها (در محیط انتزاعی) نمایش داده می‌شوند و مفهوم نوع جدول تنها عنصر ساختاری اساسی در ساختار داده‌ای جدولی است.

ساختار سلسله‌مراتبی

این ساختار قدیمی‌ترین ساختار داده‌ای برای طراحی منطقی پایگاه‌ داده‌ها (در سطح انتزاعی) است. در این ساختار دو عنصر اساسی وجود دارد. نوع رکورد و نوع پیوند پدرــ فرزندی به‌طوری که خواهیم دید نوع رکورد برای نمایش نوع موجودیت به‌کار می‌رود و بین هر دو نوع رکورد بی‌فاصله از یک مسیر سلسله مراتب، پیوند پدرــ فرزندی وجود دارد و با  این پوند ارتباط بین دو نوع موجودیت نمایش داده می‌شود.

ساختار شبکه

شبکه نوعی گراف جهت‌دار است و گره‌هایش به‌کمک یال‌هایی به‌هم بسته‌اند. این ساختار را می‌توان گسترش یافته ساختار مراتبی دانست. در ساختار داده‌ای شبکه‌ای دو عنصر ساختاری اساسی وجود دارد که نوع رکورد و نوع مجموعه می‌باشد.

پایگاه‌ داده‌ها

اصلاح پایگاه‌ داده‌ها، اصطلاحی است بسیار‌ رایج‌ و شناخته شده در دانش‌ و تکنولوژی‌ کامپیوتر، اما در تعریف این اصطلاح در متون آکادمیک‌ و فنی، عبارت یا جملات نه‌چندان یکسان آمده است. برای نمونه، پایگاه داده‌ها عبارتست از:

1- مجموعه‌ای از داده‌ها.

2- مجموعه‌ای از داده‌های منطقا به‌هم مرتبط (و توصیف‌ این‌ داده‌ها) که‌ برای‌ پاسخ‌گویی به نیازهای‌ اطلاعاتی‌ یک‌ سازمان طراحی‌ شده‌اند.

3- مجموعه‌ای از داده‌های به‌هم مرتبط.

4- داده‌های نشان‌دهنده اشیایی7 از بخشی‌ از جهان واقع و مورد استفاده در یک‌ کاربرد‌ مشخص.

5- مجموعه‌ای از داده‌های پایا8 (مانا یا‌ ماندگار) که‌ در سیستم‌های کاربردی‌ در‌یک سازمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

6- مجموعه‌ای از فقره داده‌های نامدار9. یک‌ فقره داده، در عمل می‌تواند کلمه‌ای از حافظه، صفحه‌ای از‌ دیسک‌، رکوردی‌ از فایل‌ یا‌ حتی‌ فیلدی‌ از یک‌ رکورد‌ باشد.

7- مجموعه‌ای از داده‌ها، نوعا نشان‌دهنده (توصیفگر) فعالیت‌های یک یا چند سازمان به‌هم مرتبط.

8- پایگاه‌ داده‌ها در اساس چیزی‌ بیش‌ از مجموعه‌ای از اطلاعات نیست‌ که‌ مدت زمان طولانی‌، حتی‌ چندین‌ سال، می‌تواند وجود داشته باشد. در بیان‌ عام، اصطلاح پایگاه‌‌ داده‌ها به مجموعه‌ای از داده‌ها اطلاق می‌شود که‌ توسط یک‌سیستم مدیریت پایگاه‌ ‌داده‌ها، مدیریت می‌شود.

ما در اینجا تعریفی ارایه می‌کنیم که به‌نظر می‌رسد جامع تعاریف موجود در متون آکادامیک و فنی باشد. در واقع در تعریف پایگاه داده‌ها، ابتدا باید محیطی که‌ این مفهوم در آن مطرح می‌شود را مشخص کنیم. آیا در محیط انتزاعی (که‌ خود می‌تواند سطوحی‌ داشته باشد) این‌ مفهوم را تعریف‌ می‌کنیم؟ آیا‌ در محیط‌ فایلینگ‌ منطقی‌ هستیم،. یا‌ در محیط‌ فایلینگ‌ فیزیکی‌؟ مثلا اگر در محیط‌ فایلینگ‌ منطقی‌ باشیم‌، این‌ تعریف‌ که‌ «پایگاه‌ داده‌ها مجموعه‌ای از فایل‌های منطقی‌ به‌هم مرتبط است» به‌طبع تا حدی‌ پذیرفتنی‌ است. اما خواهیم‌ دید‌ آنچه که‌ اساسی‌ است، درک‌ این‌ مفهوم در محیط‌ انتزاعی‌ است (هرچند کارایی‌ یک‌ سیستم پایگاه‌ داده‌ها، عمدتا به جنبه‌های فایلینگ‌ منطقی‌ و فایلینگ‌ فیزیکی‌ ‌آن بستگی‌ دارد) که‌ در شماره آینده به آن خواهیم‌ پرداخت‌.

تعریف

پایگاه داده‌ای مجموعه‌ای است از داده‌های ذخیره‌ شده و پایا‌، به‌صورت مجتمع10 (یکپارچه،‌ نه لزوما همیشه‌ به‌طور فیزیکی‌، بلکه‌ حداقل به‌طور منطقی‌)، به‌هم مرتبط، حتی‌الامکان با کمترین‌ افزونگی‌11، (دارای‌ یک‌ساختار منطقی‌ مبتنی‌ بر یک‌ مدل داده‌ای12 و توصیف‌شده به‌ویژه‌ در محیطی‌ انتزاعی‌ یعنی‌ در چارچوب همان مدل داده‌ای)، تحت مدیریت یک‌ سیستم کنترل‌ متمرکز13، مورد استفاده یک‌ یا‌ چند کاربر‌ از یک‌ (یا‌ بیش‌ از یک‌) "سیستم کاربردی‌"، به‌طور همزمان14 و اشتراکی‌15.

با توجه به این‌ تعریف‌ می‌توان دریافت‌ که‌ از دیدگاه‌ تخصصی‌، هر "مجموعه‌ای از فایل‌ها" یا هر "مجموعه‌ای از فایل‌های ذخیره‌ شده‌" لزوما پایگاه‌ داده‌ای نیست‌.

پی‌نوشت

1. Database

2. Inter-related

3. Conceptual design

4. Abstractive Environment

5. Relational data structure

6. Hierarchical

7. Objects

8. Persistent

9. Named data items

10. Integrated

11. Redundancy

12. Data Model (DM)

13. Centralized control

14. Concurrent

15. Shared

محبوبه کاشانی راد