Back to the topics list

پایگاه داده

مقدمه ای بر پایگاه های داده

پایگاه های داده مجموعه ای سازمان یافته از داده ها هستند که به راحتی قابل دسترسی، مدیریت و به روز رسانی هستند. در زمینه علوم کامپیوتر، آنها برای ذخیره اطلاعات در یک قالب ساختاریافته، که امکان بازیابی و دستکاری کارآمد داده ها را فراهم می کند، بسیار مهم هستند.

پایگاه داده چیست؟

پایگاه داده سیستمی است که داده ها را به روشی ساختاریافته ذخیره می کند و امکان دسترسی و مدیریت کارآمد را فراهم می کند. پایگاه های داده می توانند انواع مختلفی از اطلاعات مانند اعداد، متن و چند رسانه ای را در خود جای دهند. سازماندهی داده ها در پایگاه های داده امکان جستجو، بازیابی، اصلاح و حذف آسان را فراهم می کند.

انواع پایگاه های داده

انواع مختلفی از پایگاه داده وجود دارد که هر کدام اهداف متفاوتی را انجام می دهند و از مدل های متمایز برای سازماندهی داده ها استفاده می کنند.

• پایگاه داده رابطه ای: این پایگاه داده ها داده ها را در جداول ذخیره می کنند که توسط روابط به هم متصل می شوند. روابط بین جداول امکان پرس و جوهای پیچیده را در چندین جدول فراهم می کند. نمونه ای از سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای (RDBMS) MySQL است.
• پایگاه‌های داده NoSQL: پایگاه‌های داده NoSQL برای مدیریت انواع داده‌های مختلف، از جمله داده‌های بدون ساختار و نیمه ساختار یافته طراحی شده‌اند. آنها از ساختار سنتی مبتنی بر جدول استفاده نمی کنند و بسیار مقیاس پذیر هستند. به عنوان مثال می توان به MongoDB و Cassandra اشاره کرد.
• پایگاه‌های داده درون حافظه: این پایگاه‌های اطلاعاتی داده‌ها را به جای روی دیسک در حافظه اصلی رایانه ذخیره می‌کنند و امکان دسترسی سریع‌تر به داده‌ها را فراهم می‌کنند. Redis یک پایگاه داده در حافظه محبوب است.
• پایگاه های داده گراف: این پایگاه های داده از ساختارهای گراف با گره ها، لبه ها و ویژگی ها برای نمایش و ذخیره داده ها استفاده می کنند. آنها به ویژه برای مدل سازی روابط مفید هستند. Neo4j نمونه ای از پایگاه داده گراف است.

مفاهیم کلیدی پایگاه داده

درک مفاهیم زیر برای کار با پایگاه داده بسیار مهم است:

• مدل های داده: ساختار و سازماندهی داده ها در یک پایگاه داده. رایج ترین مدل، مدل رابطه ای است که داده ها را در جداول سازماندهی می کند.
• SQL: زبان پرس و جو ساختاریافته زبان استانداردی است که برای تعامل با پایگاه های داده رابطه ای استفاده می شود. برای پرس و جو، به روز رسانی و مدیریت داده ها استفاده می شود.
• طرحواره: طرح واره پایگاه داده طرحی است که ساختار پایگاه داده شامل جداول، ستون ها، انواع داده ها و روابط را تعریف می کند.
• عملیات CRUD: عملیات اساسی انجام شده بر روی داده های پایگاه داده: ایجاد، خواندن، به روز رسانی، حذف.

نحوه کار پایگاه های داده

پایگاه‌های اطلاعاتی داده‌ها را با ذخیره آن‌ها بر روی دیسک یا حافظه و استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) برای دسترسی و دستکاری داده‌ها مدیریت می‌کنند. هنگامی که کاربر یا برنامه کاربردی پایگاه داده را جستجو می کند (مثلاً درخواست داده)، DBMS درخواست را پردازش می کند، داده های مربوطه را بازیابی می کند و آن را برمی گرداند. مشخصات نحوه ذخیره و بازیابی داده ها به نوع پایگاه داده و مدل داده های زیربنایی آن بستگی دارد.

مثال پایگاه داده رابطه ای

یک پایگاه داده رابطه ای ساده را برای یک سیستم کتابخانه ای در نظر بگیرید. ممکن است دو جدول داشته باشد: کتاب‌ها و نویسندگان . جدول Books اطلاعات مربوط به کتاب‌ها، از جمله عنوان و شناسه نویسنده را ذخیره می‌کند که به جدول نویسنده‌ها پیوند دارد. جدول نویسندگان حاوی جزئیات نویسنده است. در اینجا نحوه ظاهر این جداول آمده است:

در این مثال کتاب «مبانی پایگاه داده» توسط نویسنده با شناسه 1 جین دو نوشته شده است. با استفاده از فیلد AuthorID می توانیم بین دو جدول رابطه برقرار کنیم.

نتیجه

پایگاه های داده نقش مهمی در علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات دارند و امکان ذخیره سازی، بازیابی و دستکاری کارآمد داده ها را فراهم می کنند. درک انواع مختلف پایگاه‌های داده، مفاهیم کلیدی مانند SQL، عملیات CRUD و نحوه کار پایگاه‌های داده، پایه محکمی برای کاوش و کاربرد بیشتر در این زمینه فراهم می‌کند.