دیتابیس چیست و معرفی معروف ترین databaseهای جهان

در عصر ارتباطات بر پایه تکنولوژی روزانه حجم زیادی از اطلاعات روی بسترهای مختلف جابه‌جا و یا منتشر می‌شود. تمام این اطلاعات به تناسب هر پلتفرمی که روی آن قرار گرفته‌اند تا منتشر شوند، در فضای مخصوصی ذخیره شده‌اند. به این فضا که از آن برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌شود، پایگاه داده یا database‌ می‌گویند. دیتابیس‌ها نقش کلیدی برای ذخیره کردن اطلاعات دارند. در نبود آن‌ها دسترسی به اطلاعات در میان حجم زیادی از اطلاعات در دسترس مانند پیدا کردن سوزن در انبار کاه بعضا غیر ممکن خواهد بود! در دیتابیس معمولا داده‌ها طبق قواعد خاصی ذخیره شده و با جستجوی ساده می‌توان به آن‌ها دسترسی پیدا کرد. در ادامه خواهیم گفت که دیتابیس چیست و انواع آن را معرفی خواهیم کرد.

دیتابیس چیست؟

دیتابیس چیست؟ این سوالی است که برای بسیاری از افراد که مایل به آشنایی با فضای وب و مدیریت داده‌ها می‌باشند به‌وجود می‌آید. به طور کلی برنامه یا فضایی که در آن بتوان داده‌ها را طبق اصولی خاص ذخیره کرد، امکان ویرایش، اضافه یا حذف داده‌ها را داشت و در زمان مورد نیاز بتوان به راحتی به داده‌ها دسترسی داشت، پایگاه داده است. استفاده از پایگاه داده به منظور آسان شدن مدیریت داده‌ها است؛ زیرا علاوه بر طبقه‌بندی و ذخیره کردن درست داده‌ها، به راحتی می‌توان به آن‌ها دسترسی داشت و در صورت لزوم، تغییرات را اعمال کرد. دسته‌بندی شدن اطلاعات به ما کمک می‌کند کارهایی چون تحلیل و ارزیابی را نیز به راحتی انجام دهیم. این کار موجب می‌شود در برخی از تصمیم‌گیری‌ها بهتر عمل نماییم.

مزایای دیتابیس

پایگاه داده می‌تواند مزایای زیادی را برای سیستم‌ها و کاربران به همراه داشته باشد. در ادامه به مهم‌ترین این مزیت‌ها اشاره می‌شود.

اشتراک‌گذاری داده‌ها میان کاربران

در پایگاه داده کاربران می‌توانند داده‌های خود را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. این کار طبق مجوزهای دسترسی که هر کاربر دارد قابل انجام است. به عنوان مثال، در شبکه‌های اجتماعی مختلف هر کاربر می‌تواند اطلاعاتی را منتشر نماید. اینکه این اطلاعات به دست چه کسانی برسد قابل تنظیم کردن است.

کاهش ذخیره‌سازی داده‌های تکراری

در شرایطی که شما از پایگاه داده استفاده نکنید، ممکن است اطلاعاتی را به صورت تکراری ذخیره کرده که اصطلاحا به این کار افزونگی داده‌ها می‌گویند. داشتن داده‌های تکراری کمترین آسیبی که دارد، پر کردن فضای ذخیره‌سازی ما است. همچنین در صورت اعمال تغییر روی یک قسمت، بقیه اطلاعات مشابه تغییری نمی‌کنند که مشکلاتی را می‌تواند باعث شود. این در حالی است که اگر از پایگاه داده استفاده کرده باشید، تا حد خیلی زیادی از ذخیره کردن اطلاعات تکراری جلوگیری شده و به راحتی تغییر روی آن می‌توانید اعمال نمایید.

حفظ بهتر امنیت داده‌ها

شما می‌توانید در دیتابیس برای کاربران مختلف سطح دسترسی مشخص نموده و کاربرانی که اصلا عضو مجموعه نیستن را از دسترسی به اطلاعات پایگاه داده محروم نمایید. این مسئله به حفظ بهتر امنیت داده‌ها کمک می‌نماید. از طرفی چون تمام اطلاعات در یکجا طبقه‌بندی شده‌اند، حفظ و نگهداری آن‌ها ساده‌تر خواهد بود.

آسان بودن انتقال اطلاعات

در صورتی که نیاز شود که داده‌ها جابه‌جا شوند و تغییراتی روی آن‌ها اعمال شود به راحتی می‌توان این کار را در پایگاه داده انجام داد.

کمک به تصمیم‌گیری

در سطح مدیریت یک سیستم، نیاز به تحلیل داده‌ها وجود دارد تا بر اساس آن‌ها تصمیم‌گیری شود. پایگاه داده چون اطلاعات را طبق قاعده ذخیره‌سازی کرده است، کار تحلیل و بررسی آن‌ها را نیز ساده می‌کند. به کمک دیتابیس می‌توانید اطلاعات در دسترس را به سادگی ارزیابی کرده و به هنگام تصمیم‌گیری‌ها از نتیجه ارزیابی استفاده نمایید.

معایب دیتابیس

در قسمت قبل مزیت‌های دیتابیس را معرفی کردیم اما داشتن پایگاه داده معایبی نیز دارد که اجتناب ناپذیر است. برخی از مهمترین معایب پایگاه‌های داده عبارت است از:

• طراحی پیچیده و زمان‌بر پایگاه داده
• هزینه بالا برای تهیه سخت‌افزار و نرم‌افزار مورد نیاز
• لازم بودن ارائه آموزش به کاربرانی که از دیتابیس قرار است استفاده کنند
• و…

البته این نکته را باید مدنظر داشته باشید که این معایب مانع استفاده از پایگاه داده نمی‌شود. مزیت‌های دیتابیس بسیار باارزش‌تر از مواردی است که به عنوان معایب این سیستم معرفی شد.

مقایسه دیتابیس SQL و NOSQL

برای آنکه تفاوت بین دیتابیس‌های SQL و NOSQL را بهتر درک کنید، باید به سراغ بررسی تفاوت سیستم‌های مدیریت پایگاه این دیتابیس‌ها بپردازیم.

• دیتابیس SQL برای ذخیره سازی اطلاعات نیاز به یک ساختار تعریف شده دارند اما در پایگاه داده NOSQL نیاز به ساختار خاص و مشخصی وجود ندارد و عموما امکان انجام عملیات به طور آزادانه برای شما وجود خواهد داشت.
• مقیاس بندی افقی دیتابیس NOSQL ساده‌تر از پایگاههای داده SQL است (مقیاس بندی عمودی در هد دو پایگاه داده یکسان است).
• اگر بخواهیم در خصوص امنیت و پایداری دیتابیس‌ها صحبت کنیم، باید بگوییم که پایگاه‌های داده SQL امنیت و پایداری بالاتری به نسبت دیتابیس‌های NOSQL دارند.
• سیستم‌های مدیریت داده SQL قدمت بسیار زیادی دارند و به همین دلیل در صورت ایجاد هرگونه مشکلی برای این دیتابیس حل کردن آن به مراتب راحت‌تر از دیتابیس نوظهور NOSQL است.

انواع پایگاه داده

دیتابیس‌ها انواع مختلفی دارند که به تناسب زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف در نرم‌افزارها مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر کدام از این پایگاه‌های داده در نوع خودشان مفید واقع می‌شوند و نمی‌توان از میان آن‌ها یکی را بر دیگری برتر دانست. انواع دیتابیس عبارت است از:

پایگاه داده توزیع‌شده

دیتابیس توزیع شده از قسمت‌های مختلف روی سیستم‌های متفاوت تشکیل شده است اما از دید کاربران این دیتابیس به صورت یک پایگاه داده واحد است؛ به عبارت دیگر، روی این پایگاه داده اطلاعات به صورت متمرکز ذخیره نشده‌اند. اطلاعات در سیستم‌های مختلف قرار دارد اما به هنگام استفاده کاربر تمام اطلاعات را یکجا دارد که متوجه توزیع اطلاعات نمی‌شود.

پایگاه داده رابطه‌ای

جدول‌های مختلف که با یکدیگر به طریقی ارتباط دارند و ارتباط بین داده‌ها و موجودیت را در جدول نشان می‌دهند، دیتابیس رابطه‌ای را تشکیل می‌دهند. این دیتابیس داده‌ها را طبق اصول خود در سطر و ستون‌های جداول ذخیره کردن و در موقع نیاز به صورت مرتب شده ارائه می‌دهد.

پایگاه داده شی گرا

با ترکیب کردن برنامه نویسی شی گرا و پایگاه داده رابطه‌ای، پایگاه داده شی گرا به وجود می‌آید. در پایگاه داده شی گرا داده‌های موجود به صورت شی ذخیره می‌شود. ویژگی مهم این دیتابیس پشتیبانی از انواع داده‌ها است. ویژگی‌هایی که اشیا دارند، مشخص می‌کنند که چگونه باید از آن‌ها استفاده کنید. PostgreSQL یکی از پایگاه داده‌های شی گرا است.

پایگاه داده NoSql

برای ذخیره کردن و مدیریت انواع داده‌های توزیع شده در حجم زیاد از دیتابیس NoSql استفاده می‌شود. در این پایگاه داده خبری از جداول نیست و به عنوان یک پایگاه داده غیررابطه‌ای هم شناخته شده‌اند. معمولا دیتابیس NoSql برای مدیریت بیگ‌دیتا کاربرد دارد. داده‌های ساختار یافته، بدون ساختار و یا نیمه‌ساختار یافته جزو موارد کلان‌داده یا بیگ‌دیتا محسوب می‌شوند.

پایگاه داده ابری

دیتابیسی که متناسب با فضای ذخیره‌سازی ابری باشد و مختص این فضا طراحی شده باشد، پایگاه داده ابری است. برای این نوع از پایگاه داده مزایای زیادی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها را می‌توان در دسترس بودن همیشگی و مقیاس‌پذیری بالا ذکر کرد. دیتابیس ابری به نسبت میزان استفاده معمولا مقرون به صرفه‌تر انواع دیگر پایگاه داده است.

پایگاه داده OLTP

در مواردی که نیاز به پردازش سریع اطلاعات وجود داشته، اهمیت یکپارچگی داده‌ها بالاست و دسترسی چندگانه لازم است، از دیتابیس OLTP استفاده می‌شود. OLTP مخفف عبارت Online Transactional Processing به معنای  پردازش آنلاین تعاملات است. مجموعه‌هایی که بلیط می‌فروشند و یا بانک‌ها می‌توانند این پایگاه داده را مورد استفاده قرار دهند.

پایگاه داده گراف

در دیتابیس گراف داده‌ها از طریق یک گراف به هم مرتبط شده و ذخیره می‌شوند. موجودیت‌ها در پایگاه داده گراف همان گره‌ها و رابطه بین آن‌ها یال‌های گراف هستند. این نوع پایگاه داده مناسب برای تحلیل رابطه بین اطلاعات و ارزیابی آن‌ها است.

معرفی سیستم‌های مدیریت دیتابیس‌های SQL

در ادامه برخی از مهم‌ترین سیستم‌های مدیریت دیتابیس معرفی شده‌اند.

دیتابیس Oracle

اوراکل یک سیستم مدیریت پایگاه داده به صورت چند مدلی است که می‌تواند دیتابیس‌های مختلف را به‌صورت همزمان پشتیبانی کند. اولین نسخه از Oracle با زبان‌های اسمبلی، C و C++ توسط یک شرکت بزرگ و معروف Oracle Corporation ارائه و پشتیبانی شد.

مهمترین کاربرد‌‌‌ دیتابیس Oracle مربوط به مدیریت پایگاه داده‌های چند منظوره و مدیریت صحت تراکنش‌ها در سیستم‌های بزرگ یا OLTP (Online Transaction Processing) است. بلاک‌چین ها و شبکه‌هایی که امروزه مورد توجه قرار گرفته و محصولاتی به شدت پر بازده را عرضه کرده‌اند، یکی دیگر از مواردی هستند که اوراکل برای خود دست و پا کرده است. انواع سرویس‌های اوراکل شامل Express Edition، Standard Edition، Standard Edition One، Enterprise Edition و Personal Edition است.

دیتابیس Microsoft SQL Server

SQL (Structured Query Language) یا زبان پرس و جوی ساختار یافته که به سیکوئل نیز شناخته می‌شود، یک زبان استاندارد برای کار با پایگاه داده است. اس کیو ال در ابتدا توسط شرکت Sybase SQL Server طراحی گردید اما بعدها توسط شرکت Microsoft توسعه داده شد.

وظیفه دیتابیس اس کیو ال ساخت یک بانک اطلاعاتی با حجم بالا است که امکان استفاده تعداد زیادی کاربر به طور همزمان را فراهم می‌کند. در حال حاضر اس کیو ال سرور پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای کرده است. بهتر بدانید که این سروها از سال 2016 تنها در پردازنده‌‌های 64 بیتی (x64) پشتیبانی می‌شود.

دیتابیس MySQL

یک سیستم مدیریتی پایگاه داده (Database) است که می‌تواند به عنوان جایگزین مایکروسافت اکسس یا اس کیو ال سرور مورد استفاده قرار گیرد. MySQL سیستمی است که اطلاعات را ذخیره و مدیریت می‌کند و دارای ویژگی‌هایی شامل کارایی زیاد، هزینه راه‌اندازی و نگهداری کم، کاربری آسان، پشتیبانی مطلوب و رابطه‌ی خوب با زبان برنامه نویسی PHP است.

این سیستم به صورت open source با یک مدل کلاینت-سرور به کاربران سرویس دهی می‌کند. رایانه‌هایی که نرم افزار RDBMS را پشتیبانی می‌کنند، کلاینت نامیده می‌شوند. در حال حاضر برنامه‌های پرکاربردی مانند Facebook، You Tube، Twitter و Google از MySQL با هدف ذخیره‌سازی داده استفاده می‌کنند.

دیتابیس DB2

یک پایگاه داده‌ رابطه‌ای روی Mainframe، Midrange و PC است که برای سازمان‌های متوسط تا بسیار بزرگ طراحی گردیده است. این سیستم زبان اس کیو ال استاندارد را برای دستکاری داده استفاده می‌کند. دیتابیس DB2 محیطی مناسب برای پردازش تراکنش‌های آنلاین (OLTP)، انبار داده‌های حجیم (Data Warehouse) ، داده کاوی (Data Mining) و پردازش تحلیلی آنلاین (OLAP) فراهم می‌کند.

قابلیت توسعه کاربران تا هزاران نفر به صورت همزمان، پشتیبانی از حافظه 64 بیتی در محیط IDM System z، قابلیت رمزنگاری روی داده‌های حساس سازمانی (Encryption)، حفظ یکپارچگی و جامعیت داده های رابطه‌ای، پشتیبانی از ابزارهای جانبی گوناگون برای مدیریت پایش سیستم مانند Optium، Omega Mon و. پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی مثل Data Studio. و… از ویژگی های کلیدی DB2 هستند.

دیتابیس Microsoft Access

دیتابیس Microsoft Access یکی از اجزای مایکروسافت آفیس است که در سال 1992 و برای ایجاد پایگاه داده‌های رابطه‌ای و ذخیره داده ها طراحی شده است. مایکروسافت اکسس که به اختصار اکسس گفته می شود، برای ذخیره کردن اطلاعات مورد نیاز خود از جداول یا Tables بهره می برد. به این ترتیب اطلاعات در اکسس به صورت سازماندهی شده ذخیره شده که باعث سهولت در ویرایش و بازیابی آن ها می‌شود.

اجزای دیتابیس Access شامل Tables(سطرها دربرگیرنده‌ اطلاعات پارامتر مورد نظر است که به آن رکورد می‌گویند و هر ستون شامل صفات و مشخصات یک رکورد است که فیلد نامیده می‌شود)، Query (با استفاده از آن می‌توان اطلاعات مورد نیاز را از جداول اکسس استخراج نمود)، فرم‌ها (رابط گرافیکی بین کاربر و پایگاه داده ای هستند)، گزارش‌ها (به وسیله آن‌ها می‌توان اطلاعات به دست آمده را در قالب نمودار نمایش داد) و Macros (توابعی که با فراخوانی آن‌ها می‌توان لیستی از اطلاعات مورد نیاز را با سرعت زیاد بازیابی و ویرایش نمود) است.

دیتابیس PostgreSQL

پستگرس کیو ال یا پستگرس به عنوان یک بانک اطلاعاتی رابطه ای-شی‌گرا متن باز به حساب می‌آید. این پایگاه داده یکی از قوی‌ترین بانک‌های اطلاعاتی متن باز دنیا است که با هدف تقویت استانداردهای انطباق و توسعه ایجاد شده‌است.
پستگرس کیو ال مبتنی بر SQL است و برای جست‌وجوهای رابطه‌ای و غیر رابطه‌ای خود از SQL و JSON پشتیبانی می‌کند. دیتابیس PostgreSQL در ساخت و توسعه اپلیکیشن‌ها کمک کننده است و با سیستم عامل‌های مختلف و تمام زبان های برنامه نویسی و میان افزارهای متفاوت سازگاری دارد

سیستم های مدیریت دیتابیس‌های NOSQL

در کنار سیستم‌های گفته شده برخی از سیستم‌های مدیریت دیتابیس NOSQL نیز وجود دارند که در ادامه معرفی شده‌اند.

MongoDB

دیتابیس MongoDB یک سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی سندگرای منبع باز است. این سیستم به عنوان یکی از برنامه‌های پایگاه داده NoSQL طبقه بندی می‌شود. این پایگاه داده مانند پایگاه داده MYSQL شامل جدول است و داده‌ها در آن به صورت سند BSON ذخیره می‌شوند. در سرور مانگو دی بی کاربر مجاز به اجرای چندین پایگاه داده است.

MongoDB یک پایگاه بدون طرح‌واره است که می‌تواند انواع مختلفی از اسناد را در خود نگه دارد. این اسناد ممکن است از تعداد فیلدها، محتوا و اندازه‌های متفاوتی تشکیل شود. این سیستم با کمک Replication چندین نسخه از داده‌ها ایجاد می کند و آن‌ها را به سرور دیگری ارسال کرده تا در صورت خرابی یک سرور بازیابی داده ها از سروری دیگر فراهم شود.

Cassandra

دیتابیس Cassandra یک بانک اطلاعاتی منبع باز (Open source) است که برای مدیریت حجم زیادی از داده‌ها در چندین مرکز داده و فضای ابری ساخته شده است. این پایگاه داده به صورت خطی مقیاس پذیر بوده و با عملکردی مطمئن، تحمل خطای اثبات شده در سخت افزار یا زیرساخت ابری، مورد استفاده بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌ها است. دیتابیس کاسندرا با قطعی کامل ارتباط با مرکز داده، هیچ داده‌ای را از دست نمی‌دهد.

این ویژگی در سراسر ابرهای عمومی یا خصوصی و فضاهای داخلی بکار رفته است. پایگاه داده کاسندرا ابزاری قوی برای ذخیره داده‌ها است و این داده‌ها را کپی کرده و آن‌ها را به عنوان نسخه پشتیبان در مکان‌های دیگر ذخیره می‌کند. به این صورت اگر یک گره خراب شود یا از مدار خارج شود، یک کپی از آن وجود دارد.

Redis

Redis نوعی ساختمان داده است که در RAM قرار گرفته و داده‌ها به صورت موقت در آن ذخیره می شوند. (Redis (Remote Dictionary Server داده‌ها را با سیستم Key-value (نوعی ذخیره‌سازی است که در آن اطلاعات به صورت دوتایی های کلید (Key) و مقدار (Value) ذخیره می‌شوند نگهداری می‌کند. چون در این پایگاه داده رابطه پیچیده‌ای میان داده‌ها ایجاد نمی‌شود، دسترسی و بازیابی اطلاعات ذخیره شده بسیار ساده است.
دیتابیس ردیس از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی مثل java, Go ,C++ , node, Matlab و… پشتیبانی می‌کند. رایگان بودن، کاربری آسان، ماندگاری داده ها، سرعت پاسخگویی زیاد و استفاده از ساختمان های مختلف داده از ویژگی های این پایگاه داده است. ردیس به وسیله شرکت مایکروسافت برای ویندوز نیز آماده شده است.

Neo4j

از معروف‌ترین سیستم‌های مدیریتی دیتابیس است داده ها را به صورت نمودار ذخیره و ارائه می‌کند که این ویژگی Neo4j را از دیگر سیستم های مدیریت داده متمایز می‌کند. این سیستم برای ایجاد رابطه بین داده ها به Primary key و Foreign key نیاز ندارد، بنابراین استفاده از آن برای داده‌های شبکه بسیار آسان و مناسب خواهد بود.
در حال حاضر از این سیستم در قسمت های مختلفی مثل برخی از شبکه های اجتماعی (فیسبوک، توییتر یا اینستاگرام)، نمودار شبکه، تشخیص تقلب (Fraud Detection)، مدیریت داده‌ها، جست و جوی منابع دیجیتالی بر مبنای نمودار و… استفاده می‌شود.

جمع‌بندی

در این مقاله درباره اینکه دیتابیس چیست و انواع آن صحبت کردیم. پایگاه های داده برای ذخیره و نگهداری اطلاعات، حفظ رابطه بین اطلاعات، دسترسی آسان مجدد به اطلاعات و… کاربرد دارند. برخی از مهمترین انواع دیتابیس در بالا معرفی شد. نمی‌توان نوعی از پایگاه داده را بر دیگری برتری داد؛ زیرا هر کدام از آن‌ها در جایگاه مناسب خودشان بهترین بازدهی را دارند. برای انتخاب نوع پایگاه داده دقت داشته باشید که با زبان برنامه‌نویسی که استفاده کرده‌اید، سازگاری داشته باشد. در صورتی که پایگاه داده‌ای می‌شناسید و یا تجربه‌ای از استفاده کردن پایگاه‌داده‌های معرفی شده دارید در کامنت با ما به اشتراک بگذارید.