اگر بخواهیم تعریف پایگاه داده (Database) را در یک عبارت بیان کنیم، یک عبارت چند خطی با مفاهیم مختلف و جدید خواهیم داشت.

با هدف ساده تر شدن توضیح معنی و مفهوم پایگاه داده، با یک مثال لزوم و چگونگی استفاده از پایگاه داده را بررسی خواهیم کرد.

پایگاه داده چیست

 

ابتدا یک محیط ساده عملیاتی یا بخشی از جهان واقع را در نظر میگیریم؛ یکی از محیط هایی که همه ما کم و بیش با آن آشنایی داریم دانشگاه است.

میدانیم که هر محیط میتواند از تعدادی زیرمحیط تشکیل شود. در دانشگاه نیز قسمت های مختلفی وجود دارد؛ هر قسمت نیازهای اطلاعاتی و پردازشی خاص خود را دارند و در هر بخش، مجموعه ای از نوع موجودیت (Entity Type) ها (یا به تعبیری توعِ شیء) وجود دارند.

قسمت های مختلف یک محیط میتوانند نوع موجودیت های مشترک داشته باشند. در این مثال ساده، سه قسمت از دانشگاه را که در همه آنها نوع موجودیت دانشجو مطرح است در نظر میگیریم:

– امور آموزشی

– واحد تغذیه

– امور دانشجویی

 

واضح است که در هر یک از این سه قسمت به اطلاعاتی در مورد نوع موجودیت دانشجو نیاز داریم؛ البته کمیت (حجم) و فرم (صورت) و نیز در مواردی جنبه های کیفی دیگر اطلاعات میتوانند در این سه قسمت متفاوت باشند.

فرض کنید برای راحتی کار میخواهیم فعالیت های این سه قسمت را کامپیوتری کنیم. (کاری که امروزه در حال انجام است.)

برای این منظور باید یک یا چند سیستم کاربردی (Application System) طراحی و تولید کنیم.

برای ایجاد این سیستم یا سیستم ها، دو رویکرد (رهیافت / مشی) وجود دارد.

 

1- رهیافت سنتی یا فایلینگ (ناپایگاهیNon Database Approach)

به طور کلی در این رویکرد مراحل زیر انجام میشود:

– ابتدا نیازهای اطلاعاتی و پردازشی هر قسمت از محیط، که معمولاً به طور جداگانه مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته، برآورد شده و مشخصات نیازها تعیین میشود.

– پس از طی مراحل کلاسیک اولیه لازم برای طراحی و تولید یک سیستم کاربردی، مجموعه ای از برنامه های ایجاد فایل، کنترل فایل و پردازش فایل ها طراحی و تولید میشوند. بنابراین برای مدیریت این فایل ها به یک سیستم فایل نیاز خواهیم داشت.

– در نهایت برای هر قسمت یک سیستم کاربردی ایجاد و محیط ذخیره و بازیابی اطلاعات و سیستم بهره برداری از آن، خاص همان قسمت بر پا میشود.

 

در این حالت هر قسمت از دانشگاه سیستم کاربردی خاص و جداگانه خود را دارد: مجموعه ای از برنامه هایی جهت ایجاد و پردازش و ویرایش فایل ها و نیز مجموعه ای از فایل های ذخیره شده که محیط ذخیره سازی را تشکیل میدهند.

فایل های هر قسمت ساختار، فرمت و استراتژی دستیابی (Access Strategy) خاص خود را دارند. همچنین میتوان این مسئله را روی مسائل امنیتی هر بخش نیز بسط داد.

در هر سه محیط ذخیره سازی، داده هایی در مورد نوع موجودیت دانشجو وجود دارد و حداقل بخشی از داده های پایه ای درمورد این نوع موجودیت، در هر سه محیط ذخیره سازی تکرار میشود؛ اطلاعاتی نظیر نام و نام خانوادگی، شماره دانشجویی، کد ملی، نام پدر، سال ورود، رشته تحصیلی و … . البته داده های دیگری هم خاص هر یک از بخش ها در فضای ذخیره سازی مربوطه ذخیره میشود.

معمولا در این حالت فایل های هر قسمت قابل استفاده توسط قسمت های دیگر نیستند. (به ویژه در صورت عدم وجود شبکه و عدم وجود نرم افزار مدیریت داده ها)

 

همانطور که خود شما نیز از توضیحات برداشت کرده اید، رویکرد فایلینگ معایبی دارد که در سیستم های بزرگ ما را دچار مشکل می سازد.

عدم وجود سیستم یکپارچه، عدم امکان اعمال مجموعه واحدی از استاندارد ها، بروز ناسازگاری داده ها (Data Inconsistency)، وابستگی برنامه های کاربردی به محیط ذخیره سازی داده ها و … را میتوان به عنوان برخی از معایت رهیافت فایلینگ جهت ذخیره سازی داده ها نام برد.

مسئله دیگری که میتواند برای ما ایجاد مشکل کند، افزونگی است. به طور خلاصه افزونگی به معنای تکرار ذخیره سازی محتوای فیلد یا فیلدهایی در فایل های داده می باشد. در مثال سیستم های دانشگاهی، میتوان دید که اطلاعات هویتی دانشجو در تمام فایل های داده در حال تکرار است و این امر موجب مشکلاتی برای ما میشود.

 

2- رهیافت پایگاهی (Database Approach)

در رویکرد پایگاهی، به طور کلی مراحل زیر انجام میشود:

– در ابتدا نیازهای اطلاعاتی و پردازشی همه قسمت های مورد نظر مدیریت کل سازمان، توسط یک گروه با هدف ایجاد یک سیستم یکپارچه، مورد مطالعه، بررسی و تحلیل قرار میگیرند.

– از یک یا چند سیستم مدیریتی به عنوان سیستم مدیریت متمرکز استفاده میشود.

– تمام داده های سازمان مدلسازی معنایی (Semantic Data Modeling – SDM) میشوند.

– مجموعه ای از برنامه های ایجاد و کنترل پایگاه داده ها طراحی و تولید میشوند. (برنامه های تعریف داده و کنترل داده)

– محیط واحد و مجتمع ذخیره سازی و مشترک بین کاربران مختلف ایجاد میشود.

– کاربران هر قسمت، پایگاه داده خود را تعریف میکنند.

 

در این حالت، یک محیط ذخیره سازی واحد با کمترین افزونگی، به صورت مجتمع، اشتراکی و تحت کنترل یک سیستم مدیریت متمرکز داریم. کاربران هر قسمت نیازهای مشخص و خاص خود را دارند و پایگاه مختص خود را تعریف کرده و در آن عملیات انجام میدهند؛ هر کاربر تصور میکند پایگاه داده ای خاص خود در اختیار دارد.

کاربران بدون ایجاد مزاحمت برای یکدیگر به طور همزمان از سیستم پایگاهی (که به صورت متمرکز و مشترک است) استفاده میکنند. البته منظور از همزمانی در اینجا، همزمانی از دید کاربر است و سیستم مدیریت داده ما میتواند همزمانی نداشته باشد.

با همین بحث کوتاه میتوان تا حدودی برداشت کرد که برای ایجاد پایگاه داده ها وجود حداقل یک سیستم مدیریت پایگاه داده به عنوان یک سیستم واسط الزامی است.

درضمن میتوان سیستم پایگاهی را یک سیستم چند کاربره (Multi User) دانست و سیستم تک کاربره، حالتی خاص و بسیار ساده از آن خواهد بود. گاهی از یک سیستم پایگاهی صدها یا هزارن کاربر استفاده میکنند.