پایگاه داده مجموعه ای سازمان یافته از اطلاعات یا داده های ساختاریافته است که معمولاً به صورت الکترونیکی در یک سیستم کامپیوتری ذخیره می شود. یک پایگاه داده معمولاً توسط یک سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) کنترل می شود . با هم، داده ها و DBMS، همراه با برنامه های کاربردی مرتبط با آنها، به عنوان یک سیستم پایگاه داده نامیده می شوند که اغلب به یک پایگاه داده خلاصه می شود.
داده‌های موجود در رایج‌ترین انواع پایگاه‌های داده که امروزه در حال کار هستند، معمولاً در ردیف‌ها و ستون‌ها در یک سری جداول مدل‌سازی می‌شوند تا پردازش و پرس و جوی داده‌ها کارآمد باشد. سپس داده ها را می توان به راحتی در دسترس، مدیریت، اصلاح، به روز رسانی، کنترل و سازماندهی کرد. اکثر پایگاه های داده از زبان پرس و جو ساخت یافته (SQL) برای نوشتن و پرس و جو داده ها استفاده می کنند.
زبان پرس و جو ساختاریافته (SQL) چیست؟
SQL یک زبان برنامه نویسی است که تقریباً توسط تمام پایگاه های داده رابطه ای برای پرس و جو، دستکاری و تعریف داده ها و برای ارائه کنترل دسترسی استفاده می شود. SQL برای اولین بار در IBM در دهه 1970 با اوراکل به عنوان یکی از مشارکت کنندگان اصلی توسعه یافت، که منجر به اجرای استاندارد SQL ANSI شد، SQL باعث ایجاد برنامه های افزودنی بسیاری از شرکت هایی مانند IBM، Oracle و Microsoft شده است. اگرچه امروزه SQL هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، زبان های برنامه نویسی جدید در حال ظهور هستند.
تکامل پایگاه داده
پایگاه های داده از زمان پیدایش در اوایل دهه 1960 به طور چشمگیری تکامل یافته اند. پایگاه داده های ناوبری مانند پایگاه داده سلسله مراتبی (که بر یک مدل درخت مانند تکیه داشت و فقط یک رابطه یک به چند را مجاز می دانست) و پایگاه داده شبکه (مدلی انعطاف پذیرتر که اجازه چندین رابطه را می داد) سیستم های اصلی بودند که برای ذخیره سازی استفاده می شدند. و داده ها را دستکاری کنید. اگرچه ساده بود، اما این سیستم های اولیه انعطاف ناپذیر بودند. در دهه 1980 پایگاه داده های رابطه ای محبوب شدند و به دنبال آن پایگاه های داده شی گرا در دهه 1990 قرار گرفتند. اخیراً، پایگاه‌های داده NoSQL به عنوان پاسخی به رشد اینترنت و نیاز به سرعت و پردازش سریع‌تر داده‌های بدون ساختار پدید آمدند. امروزه، پایگاه‌های اطلاعاتی ابری و پایگاه‌های اطلاعاتی خودران، در مورد نحوه جمع‌آوری، ذخیره، مدیریت و استفاده از داده‌ها، راه جدیدی را ایجاد می‌کنند.
تفاوت بین پایگاه داده و صفحه گسترده چیست؟
پایگاه های داده و صفحات گسترده (مانند مایکروسافت اکسل) هر دو راه های مناسبی برای ذخیره اطلاعات هستند. تفاوت های اولیه بین این دو عبارتند از:
- نحوه ذخیره و دستکاری داده ها
- چه کسی می تواند به داده ها دسترسی داشته باشد
- چه مقدار داده را می توان ذخیره کرد
صفحات گسترده در ابتدا برای یک کاربر طراحی شده بودند و ویژگی های آنها نشان دهنده آن است. آنها برای یک کاربر یا تعداد کمی از کاربرانی که نیازی به دستکاری داده های بسیار پیچیده ندارند، عالی هستند. از سوی دیگر، پایگاه‌های داده به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مجموعه‌های بسیار بزرگ‌تری از اطلاعات سازمان‌یافته را نگهداری می‌کنند – گاهی اوقات مقادیر بسیار زیادی. پایگاه های داده به چندین کاربر به طور همزمان اجازه می دهند تا با استفاده از منطق و زبان بسیار پیچیده به داده ها دسترسی سریع و ایمن داشته باشند و آنها را جستجو کنند.
نرم افزار پایگاه داده چیست؟
نرم‌افزار پایگاه داده برای ایجاد، ویرایش و نگهداری فایل‌ها و سوابق پایگاه داده استفاده می‌شود که امکان ایجاد آسان‌تر فایل و رکورد، ورود داده‌ها، ویرایش داده‌ها، به‌روزرسانی و گزارش‌دهی را فراهم می‌کند. این نرم افزار همچنین ذخیره سازی داده ها، تهیه نسخه پشتیبان و گزارش، کنترل دسترسی چندگانه و امنیت را مدیریت می کند. امنیت پایگاه داده قوی امروزه به ویژه مهم است، زیرا سرقت داده ها بیشتر می شود. نرم افزار پایگاه داده گاهی اوقات به عنوان "سیستم مدیریت پایگاه داده" (DBMS) نیز نامیده می شود.
نرم افزار پایگاه داده مدیریت داده ها را ساده تر می کند و به کاربران امکان می دهد داده ها را به شکلی ساختاریافته ذخیره کرده و سپس به آنها دسترسی داشته باشند. معمولاً یک رابط گرافیکی برای کمک به ایجاد و مدیریت داده ها دارد و در برخی موارد، کاربران می توانند پایگاه داده های خود را با استفاده از نرم افزار پایگاه داده بسازند.
سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) چیست؟
یک پایگاه داده معمولاً به یک برنامه نرم افزاری جامع پایگاه داده نیاز دارد که به عنوان سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) شناخته می شود. یک DBMS به عنوان رابط بین پایگاه داده و کاربران نهایی یا برنامه های آن عمل می کند و به کاربران اجازه می دهد تا نحوه سازماندهی و بهینه سازی اطلاعات را بازیابی، به روز رسانی و مدیریت کنند. یک DBMS همچنین نظارت و کنترل پایگاه‌های داده را تسهیل می‌کند و انواع عملیات اداری مانند نظارت بر عملکرد، تنظیم و پشتیبان‌گیری و بازیابی را امکان‌پذیر می‌سازد.
برخی از نمونه‌های نرم‌افزار پایگاه داده یا DBMS محبوب عبارتند از: MySQL، Microsoft Access، Microsoft SQL Server، FileMaker Pro، Oracle Database و dBASE.
پایگاه داده MySQL چیست؟
MySQL یک سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای منبع باز است که بر اساس SQL است. این برنامه برای برنامه های تحت وب طراحی و بهینه شده است و می تواند بر روی هر پلتفرمی اجرا شود. با ظهور الزامات جدید و متفاوت با اینترنت، MySQL به پلتفرم انتخابی برای توسعه دهندگان وب و برنامه های کاربردی مبتنی بر وب تبدیل شد. از آنجایی که برای پردازش میلیون‌ها پرس و جو و هزاران تراکنش طراحی شده است، MySQL یک انتخاب محبوب برای مشاغل تجارت الکترونیک است که نیاز به مدیریت نقل و انتقالات پولی متعدد دارند. انعطاف پذیری بر اساس تقاضا ویژگی اصلی MySQL است.
MySQL DBMS پشت برخی از برترین وب سایت ها و برنامه های کاربردی مبتنی بر وب در جهان است، از جمله Airbnb، Uber، LinkedIn، Facebook، Twitter و YouTube.
استفاده از پایگاه های داده برای بهبود عملکرد کسب و کار و تصمیم گیری
با جمع‌آوری انبوه داده‌ها از اینترنت اشیا که زندگی و صنعت را در سراسر جهان متحول می‌کند، امروزه کسب‌وکارها بیش از هر زمان دیگری به داده‌های بیشتری دسترسی دارند. سازمان‌های آینده‌نگر اکنون می‌توانند از پایگاه‌های داده برای فراتر رفتن از ذخیره‌سازی و تراکنش‌های اولیه داده‌ها برای تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده‌ها از چندین سیستم استفاده کنند. با استفاده از پایگاه داده و سایر ابزارهای محاسباتی و هوش تجاری، سازمان‌ها اکنون می‌توانند از داده‌هایی که جمع‌آوری می‌کنند برای اجرای کارآمدتر، امکان تصمیم‌گیری بهتر و چابک‌تر شدن و مقیاس‌پذیری استفاده کنند. بهینه‌سازی دسترسی و توان عملیاتی به داده‌ها امروزه برای کسب‌وکارها حیاتی است زیرا حجم داده‌های بیشتری برای ردیابی وجود دارد. داشتن پلتفرمی که بتواند عملکرد، مقیاس و چابکی مورد نیاز کسب‌وکارها را در طول زمان ارائه دهد، بسیار مهم است.
پایگاه داده خودران آماده است تا این قابلیت ها را افزایش دهد. از آنجایی که پایگاه‌های اطلاعاتی خودران فرآیندهای دستی گران و زمان‌بر را خودکار می‌کنند، کاربران تجاری را آزاد می‌کنند تا با داده‌های خود فعال‌تر شوند. با داشتن کنترل مستقیم بر توانایی ایجاد و استفاده از پایگاه‌های اطلاعاتی، کاربران کنترل و استقلال را به دست می‌آورند و در عین حال استانداردهای مهم امنیتی را حفظ می‌کنند.
چالش های پایگاه داده
پایگاه داده های سازمانی بزرگ امروزی اغلب از پرس و جوهای بسیار پیچیده پشتیبانی می کنند و انتظار می رود پاسخ های تقریباً فوری به آن پرس و جوها ارائه دهند. در نتیجه، از مدیران پایگاه داده به طور مداوم خواسته می شود تا از روش های متنوعی برای کمک به بهبود عملکرد استفاده کنند. برخی از چالش های رایجی که آنها با آن مواجه هستند عبارتند از:
- جذب افزایش قابل توجه در حجم داده ها. انفجار داده‌هایی که از حسگرها، ماشین‌های متصل و ده‌ها منبع دیگر به دست می‌آیند، مدیران پایگاه‌داده را در تلاش برای مدیریت و سازماندهی کارآمد داده‌های شرکت‌هایشان نگه می‌دارد.
- تضمین امنیت داده ها. این روزها نقض داده ها در همه جا اتفاق می افتد و هکرها خلاقیت بیشتری پیدا می کنند. اطمینان از ایمن بودن داده ها و همچنین دسترسی آسان به کاربران از همیشه مهمتر است.
- همگام شدن با تقاضا. در محیط تجاری پرشتاب امروزی، شرکت ها برای حمایت از تصمیم گیری به موقع و استفاده از فرصت های جدید، نیاز به دسترسی بلادرنگ به داده های خود دارند.
- مدیریت و نگهداری پایگاه داده و زیرساخت. مدیران پایگاه داده باید دائماً پایگاه داده را برای مشکلات مشاهده کنند و تعمیرات پیشگیرانه را انجام دهند و همچنین ارتقاء و وصله های نرم افزاری را اعمال کنند. با پیچیده‌تر شدن پایگاه‌های اطلاعاتی و افزایش حجم داده‌ها، شرکت‌ها با هزینه استخدام استعدادهای بیشتر برای نظارت و تنظیم پایگاه‌های اطلاعاتی خود مواجه می‌شوند.
- حذف محدودیت های مقیاس پذیری یک کسب و کار برای بقای خود نیاز به رشد دارد و مدیریت داده های آن نیز باید در کنار آن رشد کند. اما برای مدیران پایگاه داده بسیار دشوار است که پیش بینی کنند که شرکت به چه مقدار ظرفیت نیاز دارد، به خصوص با پایگاه داده های داخلی.
- اطمینان از اقامت داده ها، حاکمیت داده ها، یا الزامات تأخیر. برخی از سازمان‌ها موارد استفاده دارند که برای اجرا در محل مناسب‌تر هستند. در این موارد، سیستم های مهندسی شده که برای اجرای پایگاه داده از قبل پیکربندی و از قبل بهینه شده اند ایده آل هستند. بر اساس تحلیل اخیر ویکی‌بون (PDF) ، مشتریان با Oracle Exadata به دسترسی بالاتر، عملکرد بیشتر و تا 40 درصد هزینه کمتر دست می‌یابند .
پرداختن به همه این چالش ها می تواند زمان بر باشد و مدیران پایگاه داده را از انجام وظایف استراتژیک تر باز دارد.