مقدمه از پایگاه داده؟

۱)زبان تعریف داده ها DDL  

۲)زبان پردازش و مدیریت داده ها DML 

۳).............

 مقدمه از پایگاه داده؟

زبان تعریف داده ها DDL
همانطور که اشاره شد تعریف داده ها یکی از وظایف DBMS است. DDL از زبانهای فرعی داده ای جهت تعریف داده ها است که از آن جهت تعریف صفحات مشخصه و خصوصیات یک بانک استفاده می شود. ساختار رکوردها، تعریف فیلدها، محل فایلها و شیوه ذخیره سازی داده ها در بانک به وسیله احکام DDL انجام می پذیرد.

زبان پردازش و مدیریت داده ها DML
تامین امکان دستکاری داده ها نیز از وظایف DBMS عنوان شد. زبان دستکاری ،پردازش و مدیریت بانک اطلاعاتی به زبانی گفته می شود که برای درج داده ها بروز رسانی آنها و اجرای پرس و جو از یک بانک اطلاعاتی مورد استفاده قرار می گیرد. این زبانها اغلب دارای قابلیت انجام محاسبات ریاضی و آماری می باشند که به وسیله آنها عملیات گزارش گیری از بانک اطلاعاتی آسان تر خواهد شد.

دیکشنری داده ها
یکی دیگر از وظایف DBMS ، ایجاد دیکشنری یا فرهنگ داده است. دیکشنری داده ها یکی از امکاناتی است که در محیط های بانک اطلاعاتی در اختیار اداره کنندگان بانک قرار می گیرد. دیکشنری داده ها که به آن راهنمای سیستم نیز می گویند در واقع بانکی در مورد خود بانک و داده های ذخیره شده در آن است. بطور کلی اطلاعات و محتوای دیکشنری داده ها بشرح زیر می باشد:
• شرح ساختار و پیکر بندی فیزیکی بانک .
• تاریخ ایجاد داده ها .
• مکانسیم ورود داده ها به بانک .
• ارتباط بین برنامه های کاربردی و داده ها .
• مشخصات کاربران و چگونگی حق دستیابی آنها .

آشنایی با جداول و اجزاء تشکیل دهنده آنها در بانک های اطلاعاتی
جدول مهمترین ساختار داده ای در سیستم بانک های اطلاعاتی رابطه ای است (‌در ادامه این فصل به تشریح سیستم های رابطه ای خواهیم پرداخت. ) جدول در سیستم رابطه ای تشکیل شده از چندین سطر و ستون می باشد که مقادیر داده در هر سطر و ستون در طول زمان متغیر خواهد بود. به طور کلی جداول ساختار بنیادین رابطه ها هستند. سطرهای موجود در جداول را « رکورد» و ستونهای آن را « فیلد» می نامند.

رکورد
رکورد یک ساختار داده ای متشکل از مجموعه فیلدهاست که هر یک از این فیلدها نام و نوع خاص خود را دارند. برخلاف یک آرایه که تمام عناصر آن نمایانگر انواع یکسانی از اطلاعات هستند و دستیابی به آنها با یک شاخص (‌ایندکس )‌انجام می شود، عناصر یک رکورد نمایانگر انواع مختلفی از اطلاعات می باشد که بوسیله نامشان مورد دستیابی قرار می گیرند.

فیلد
فیلد محلی است در یک رکورد که نوع خاصی از داده ها در آن ذخیره می شود. به عنوان مثال چنانچه قرار باشد برای ذخیره سازی اطلاعات کارمندان یک سازمان از جداول استفاده شود،رکورد این جداول ممکن است فیلدهایی برای ذخیره سازی نام خانوادگی، نام، نشانی ،مدرک تحصیل و .... داشته باشد. فیلدها بوسیله بیشینه طول و نوع داده هایشان (‌کاراکتری ، عددی، تاریخ و ... )‌ از یکدیگر تمیز داده می شوند. توجه داشته باشید که امکان تعریف این مشخصات معمولا در زبان تعریف داده ها (‌DDL )‌ قرار دارد.

آشنایی با روشهای ارتباط و مدلهای بانک های اطلاعاتی
سه مدل داده ای برای سیستم های بانک اطلاعاتی وجود دارد. لازمه هر مدل داده ای وجود یک ساختار داده ای است که علاوه بر مدل داده عناصر دیگری را نیز در بردارد. عناصر مدل داده ای عبارتند از ساختارداده ای ، عملگرهای عمل کننده روی ساختار و قواعد عام برای تامین جامعیت می باشند. در ادامه این بحث قصد داریم مدلهای موجود را مورد مطالعه قرار دهیم. از آنجا که بانک اطلاعاتی اوراکل مبتنی بر مدل رابطه ای است، لذا بیشتر بحث خود را بر مدل رابطه ای معطوف می داریم .

مدل سلسله مراتبی
این ساختار ،قدیمی ترین مدل برای طراحی بانک های اطلاعاتی است، در این ساختار داده ها و ارتباط بین آنها به کمک یک درختواره نمایش داده می شوند. در رختواره گرافی است دارای یک ریشه و N گره که در حالت بسته و غیر چرخشی قرار دارد. منظور از حالت بسته این است که بین هر دو گره پیوندی وجود دارد که یک مسیر منطقی را از گرهی به گره دیگر تامین می کند و همیشه از سطح بالاتر به سطح پایین تر است . غیر چرخشی نیز یعنی مسیری از گره سطح پایین تر به گره سطح بالاتر وجود ندارد. هر گره از هر سطح می تواند تعدادی گره وابسته یا فرزند داشته باشد ولی هر گره فرزند فقط یک گره پدر دارد. هر گره از رختواره می تواند رکوردی حاوی یک نوع موجودیت باشد. از آنجا که ریشه سلسله مراتب، نقطه ورود به ساختار بوده و مسیر منطقی از سمت بالاتر به سمت پایین تر است، برای عملیات بازیابی ، علاوه بر دستیابی به ریشه، امکان دستیابی به فرزند نیز باید وجود داشته باشد. در بحث ذخیره سازی نیز این سیستم دارای اشکال است.

مدل شبکه ای
در این ساختار موجودیت ها به کمک انواع رکوردها،و ارتباطات به کمک پیوندهای بین رکوردها نمایش داده می شوند. چنانچه خواسته باشیم این ساختار را با مفاهیم موجود در رختواره توضیح دهیم، باید گفت که در این ساختار، هر گره فرزند می تواند بیش از یک گره پدر داشته باشد. بنابراین به کمک این ساختار می توان ارتباطات یک به چند را نمایش داد. مدل شبکه ای پیچیده تر از مدل سلسله مراتبی است و به همان نسبت عملیات ذخیره و بازیابی پیچیده تری دارد.

مدل رابطه ای
پایگاه داده رابطه ای از دید کاربران یک مجموعه از جدولهایی است که به درستی قابل درک می باشند. چهار مفهوم اساسی در این مدل به شرح زیر وجود دارد:
1- جدول 2- ستونها 3- ردیفها 4- فیلدها
این مدل داده ها را در روابط سازماندهی نموده و از قوانین ریاضی تبعیت می کند. صفات خاصه یک موجودیت در یک سیستم به عنوان یک رابطه در این مدل مطرح می شود. به عنوان مثال در سیستم دانشگاه می توانیم رابطه دانشجو را در نظر بگیریم :
( شماره شناسنامه، سال ورود، رشته، نام ، شماره دانشجویی ) دانشجو
صفت خاصه نام رابطه

این رابطه بر طبق مدل رابطه ای بصورت زیر نمایش داده می شود:
شماره شناسایی سال ورود رشته نام
1012 1379 کامپیوتر علی 245
2578 1380 ریاضی حسین 265
3920 1379 آمار رضا 327
17 1381 کامپیوتر بهرام 493

هر ستون در مدل رابطه ای همچنان که در بالا مشاهده می کنید نشان دهنده یک صفت خاصه ( فیلد)‌ از یک نوع موجودیت ( دراین مثال دانشجو)‌ و هر سطر نمایانگر یک نمونه از یک موجودیت (‌رکورد)‌ می باشد.

خواص ارتباطات رابطه ای
یک جدول یا رابطه شامل خواص زیر است:
• ردیفهای تکراری در آن وجود ندارد.
• ترتیب ردیفها مهم نیست.
• ترتیب ستونها مهم نیست.
• مقادیر اتمیک (‌Atomic )‌ می باشند ( یا به عبارتی همه مقادیر صفات غیر قابل تجزیه هستند.)

کلید در مدل رابطه ای
کلید در مدل رابطه ای صفت خاصه یا نام ستونی است که برای هر کدام از سطرهای مقدار منحصر بفردی دارد به عنوان مثال در رابطه دانشجو شماره دانشجویی می تواند یک کلید باشد زیرا هر دانشجو شماره دانشجویی مخصوص به خود را دارد اما نام را نمی توان یک کلید در نظر گرفت . کلید می تواند ترکیبی از صفات باشد به عنوان مثال در رابطه دانشجو مجموعه نام و شماره شناسنامه نیز می توانند به عنوان کلید در نظر گرفته شوند. کلید کاندید: از مجموعه کلیدهایی که می توانیم برای یک رابطه در نظر بگیریم آنهایی که در دو ویژگی زیر صدق کنند به عنوان کلید کاندید در رابطه مذکور مطرح می شوند.
1- منحصر به فرد بودن: مقدار این صفت برای هر سطر منحصر به فرد است.
2- خاصیت غیر قابل کاهش بودن: هیچ زیر مجموعه مناسبی از صفات تشکیل دهنده کلید. دارای خاصیت منحصر به فرد بودن نباشد.
به عنوان مثال اگر مجموعه دو صفت شماره دانشجویی و نام را به عنوان کلید در نظر بگیریم شرط اول در مورد این کلید صادق است ولی شرط دوم برقرار نیست زیرا شماره دانشجویی به عنوان زیر مجموعه ای از دو صفت شماره دانشجویی و نام دارای خاصیت منحصر به فرد بودن است. پس این مجموعه کلید کاندید نیست. اما کلید اصلی، کلید کاندیدی است که توسط طراح بانک اطلاعاتی انتخاب و معرفی می شود یا به عبارتی طراح بانک،یکی از کلیدهای کاندید را به عنوان کلید اصلی بر میگزیند در تعیین کلید اصلی از بین کلیدهای کاندید باید دو ضابطه زیر را در نظر گرفت:
1- در نظر گرفتن اهمیت کلید اصلی نسبت به سایر کلیدهای کاندید که در پاسخگویی به نیازهای متنوع کاربران از اهمیت بیشتری برخوردار است.
2- کوتاهتر بودن طول کلید کاندید از نظر طول رشته بایتی.

سیستم بانک اطلاعای رابطه ای
سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی رابطه ای دارای شرایط زیر است:
1- بانک اطلاعاتی مبتنی بر رابطه ها ( بطوریکه کاربر بانک را بصورت مجموعه ای از جداول ببینید. جداولی که دو سطر تکراری در آن وجود ندارد. ترتیب ردیفها و ستونها در آن مهم نیست و ستونها قابل تجزیه نیستند.)
2- حداقل سه عمل زیر روی جداول آن قابل انجام باشدیا به عبارتی دارای عملگرهایی جهت انجام سه مورد زیر بر روی جداول باشد.
1) عملگری جهت انتخاب سطرهای خاصی از بانک اطلاعاتی (‌ عملگر گزینش )‌
2) عملگری جهت انتخاب ستونهایی از بانک اطلاعاتی (‌ عملگر گزینش)‌
3) عملگری جهت ترکیب دو جدول اطلاعاتی و ایجاد جدول جدید (‌ عملگر پیوند)‌

مزایای مهم سیستم های بانک اطلاعاتی
اهمیت و اعتباری که فن آوری بانکهای اطلاعاتی در سالهای اخیر کسب کرده است به حدی است که اینک به مثابه فن آوری برتر هم در محیط های تک کاربردی و هم در محیطهای چند کاربردی ، بطور فراگیر مورد استفاده قرار می گیرد. مهمترین مزایای سیستم بانک اطلاعاتی به شرح زیر می باشد:
• وحدت ذخیره سازی داده های عملیاتی .
• کاهش افزونگی: در صورت عدم استفاده از سیستمهای بدون پایگاه داده، به دلیل آنکه هر برنامه کاربردی دارای فایلهای خاص خودش می باشد، تکرار اطلاعات در برنامه های کاربردی سبب افزونگی شده و موجب هدر رفتن فضای منبع ذخیره سازی می گردد.
• پرهیز از ناسازگاری: با کنترل و کاهش افزونگی، سیستم پایگاه داده ها سازگاری و یکپارچگی داده ها را تضمین می کند.
• به اشتراک گذاتشتن داده ها: در سیستم پایگاه داده ها برنامه های کاربردی موجود قادر به اشتراک گذاردن داده ها در بانک اطلاعاتی بوده و برنامه های کاربردی جدید نیز می توانند از این داده ها استفاده کنند. در واقع علیرغم دیدگاههای متفاوت کاربران، چند کاربر می توانند در یک زمان به بانک دسترسی داشته باشند.
• اعمال محدودیتهای امنیتی : وجود سیستمهای امنیتی در پایگاه داده ها که از مهمترین مشخصه های این گونه سیستمها است امکان اعمال کنترل های مختلف را برای هر نوع دسترسی (‌ بازیابی،اصلاح، حذف و غیره) بر روی بانک اطلاعاتی را فراهم می کند.
• ایجاد تعادل بین درخواستهای تداخلی: در سیستمهای بانک اطلاعاتی، ساختاری جهت دسترسی سریع به منبع ذخیره سازی وجود دارد که بهترین و بهینه ترین امکانات را برای سیستم فراهم می آورد.

خلاصه: در این فصل شما را با مفهوم بانک اطلاعاتی ، اجزاء و عناصر مهم بانک اطلاعاتی و سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی آشنا ساختیم همچنین سه مدل سلسله مراتبی، شبکه ای و رابطه ای برای سیستم های بانک اطلاعاتی معرفی شد که با بیان مزایا و تعریف مدل رابطه ای اهمیت و لزوم استفاده از بانک های اطلاعاتی رابطه ای جهت طراحی نرم افزاری و سخت افزاری سیستم های اطلاعاتی مشاهده گردید.

منبع:http://www.iritn.com/?action=show&type=news&id=9200