الدرس الأول: قواعد البيانات
- البيانات (Data): حقائق أولية غير منتظمة ودون معنى، تحتاج للمعالجة، وقد تكون نصوصاً أو أرقاماً أو صوراً أو أي شكل آخر.
- المعلومات (Information): مجموعة من البيانات تم تجميعها وتنظيمها ومعالجتها لتعطي دلالات بطرق معينة.
خصائص قواعد البيانات
- لعلك لاحظت في النشاط السابق أن نظام الملفات الورقي يعاني عدة مشكلات في تنظيم وإدارة البيانات، إلا أن استخدام قواعد البيانات المحوسبة في إدارة وتنظيم البيانات يشكل حلاً لتلك المشكلات.
- ولجعل قواعد البيانات أكثر فاعلية، لا بد أن تتصف بالخصائص الآتية:
- تجنب التكرار (Redundancy): عدم تكرار البيانات في أقسام المؤسسة المختلفة، بحيث يتم تخزينها في قاعدة بيانات مركزية واستخدامها من الأقسام جميعها.
- تطابق أو تناسق البيانات (Consistency): تعني أن أي إجراءات تتم على قاعدة بيانات محددة يجب أن تغير البيانات المتأثرة بذلك الإجراء وبالطرق المسموح بها، والبيانات المكتوبة صالحة وفقاً لقواعد محددة، فمثلاً: قيام موظف التسجيل بكتابة اسم طالب الأول بالشكل (احمد سليمان) وقيام موظف المكتبة بكتابة نفس اسم الطالب الأول بالشكل (أحمد سليمان) فإننا سنواجه مشكلة في تطابق البيانات كون الاسم لطالبين مختلفين من وجهة نظر قواعد البيانات، وهذا ما تم التغلب عليه في قاعدة البيانات المركزية الحاسوبية.
- مشاركة البيانات (Sharing): توفر قاعدة البيانات عدة مستويات لحماية البيانات وخصوصيتها؛ كي لا تكون عرضة للفقد أو السرقة أو الاطلاع غير المعتمد أو غير المرخص به.
- خصوصية وأمن البيانات (Privacy and Security): توفر قاعدة البيانات عدة آليات للمحافظة على بياناتها، نذكر منها:
- استقلالية البيانات (Data Independence): إحدى أهم الخصائص التي أدت إلى تطوير وتطبيق نظم إدارة قواعد البيانات المحوسبة في المنظمات المختلفة، وتعني فصل البيانات عن البرامج المعالجة لها من خلال حفظ البيانات في قاعدة البيانات بصفة مستقلة عن برامج التطبيق التي لا تتأثر بواسطة أي تغيرات في تنظيم البيانات مادياً، ويتم على مرحلتين:
- الاستقلالية المنطقية للبيانات.
- الاستقلالية الفيزيائية للبيانات، وتتم من خلال نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS).
- التكامل المرجعي (Referential Integrity): ترابط البيانات بين الجداول (المرتبطة والأساسية) من خلال حقولها (الأساسي والأجنبي) بحيث لا يمكن القيام بعملية (إضافة أو تحديث أو حذف) على بيانات الجدول المرتبط دون الجدول الرئيسي، ويرتبط بهذا المفهوم (تتالي التحديث) و(تتالي الحذف) والتي تضمن أن التغييرات في جدول ستنعكس على الجدول الآخر، كما في الشكل المجاور.
عمارة نظم إدارة قواعد البيانات
- المستوى المنطقي: يمثل الوسيط بين المستوى الداخلي والخارجي، حيث يصف محتويات قاعدة البيانات وبنيتها وأنواعها وحقولها وعلاقاتها (Relations) وقيودها.
- المستوى الخارجي: يصف مختلف المشاهد المعروضة للمستخدم لقاعدة البيانات، والشكل المجاور يوضح عملية استرجاع سجل من ملف معين داخل قاعدة البيانات
- المستوى الداخلي-الفيزيائي (Internal\Physical Level): وصف طريقة تخزين البيانات والعلاقات في وسائط التخزين، وتحديد تراكيب البيانات وأماكن تخزينها وأحجامها وتحويلها للغة الآلة.
مكونات أنظمة إدارة قواعد البيانات
- المكونات المادية: جميع المعدات الملموسة وأجهزة الاتصال في قواعد البيانات كما في الشكل المجاور.
- المستخدم المباشر: ويقصد به المستخدم النهائي (End User)، وهم الأشخاص الذين يتعاملون مع واجهات النظام وعملياته المختلفة التي يوفرها النظام، ويمكن تصنيفهم إلى: المستخدم الدائم، والمستخدم النادر، والمستخدم المركب، والمستخدم الوحيد.
- ب. برمجيات قواعد البيانات: مجموعة البرامج المسؤولة عن تصميم ومعالجة قواعد البيانات، مثل:
- ج. البرمجيات التطبيقية: مجموعة البرامج والواجهات التي يقوم ببنائها المبرمجون للشركات والمؤسسات والوزارات، مثل: برامج التسجيل الجامعي، وبرامج المحاسبة التجارية، وبرامج الصيدليات ومحطات الوقود.
- المستخدم غير المباشر (Workers Behind the Scene): ومن أمثلتهم:
- أ. مدير قواعد بيانات (DataBase Administrator-DBA): الشخص المسؤول عن عدد من المهام اللازمة لاستمرار عمل قاعدة البيانات بشكل سليم، ومن هذه المهام: تصميم وتنفيذ وتشغيل قاعدة البيانات، والنسخ الاحتياطي، واستعادة النظام، ومراقبة أداء النظام وتحديثه وتطويره، ومنح الصلاحيات للمستخدمين.
- ب. مصمم ومحلل قواعد البيانات (Database Designer): الشخص المسؤول عن التعريف بمحتوى قاعدة البيانات وشروطها ووظائفها ومعاملاتها وتحليل قاعدة البيانات من خلال التواصل مع المستخدم النهائي (End User)، وفهم…