قواعد البيانات

قواعد البيانات Database

للمعلومات دور مهم في حياة الأشخاص، وإدارة المؤسسات والشركات ودور فعال في إدارة وتنظيم الإدارات المختلفة، ومن المهم أن تحفظ هذه المعلومات لسنين عديدة لأغراض التوثيق والتحليل والمقارنة.

إن وجود البيانات مهم، والأكثر أهمية هو إدارة ومعالجة هذه البيانات.

قديما كان يقصد بمعالجة البيانات ترتيبها في ملفات ورقية، لتقليل الوقت اللازم للوصول إليها. وحديثا وضعت هذه البيانات في ملفات محوسبة وتم الربط بين هذه الملفات، بحيث يتم استرجاعها وتحديثها وتحليلها للحصول على معلومات قيمة يستند عليها في اتخاذ القرارات المهمة والإستراتيجية في المؤسسات المختلفة.

المفاهيم العامة المتعلقة بقواعد البيانات

الحقل: هو مجموعة من الرموز يصف كيان ما.

السجل: مجموعة من الحقول تصف كيان ما.

الملف: مجموعة من السجلات المتجانسة.

·       في نظام البيانات اليدوي هناك كثير من الأسئلة تحتاج الإجابة عليها وقت وجهد كبيرين إضافة على ازدياد احتمال عدم تناسق البيانات في مثل هذا النظام.

·       في نظام الملفات المحوسب يقوم البرنامج باستقبال مدخلات المستخدمين وفتح الملفات المناسبة للبحث عن البيانات المطلوبة، ومعالجتها (إدخالها، حذفها، تحديثيها) وربما احتاج الأمر الانتقال من ملف إلى آخر.

عيوب الجداول الالكترونية "نظام الملفات المحوسب":

ü    مشاكل التكرار.

ü    عدم السيطرة على الخصوصية، يمكن لأي شخص رؤية معلومات شخص أخر.

ü    لا يوجد أمن للمعلومات. لأن الملف "الجدول" مشترك بين الجميع.

ü    صعوبة التغيير والتعديل على البيانات.

ü    الوقوع في الأخطاء النحوية والمنطقية.

ü    عدم التكامل والاستقلالية في البيانات.

ü    صعوبة السيطرة على إدارة البيانات وتداولها.

          

قاعدة البيانات:

-       هي مجموعة من الملفات المتجانسة (تتعلق بموضوع واحد) تخزن فيها البيانات، تبنى هذه الملفات بتراكيب مدروسة بحيث تترابط فيما بينها ليسهل استرجاع البيانات.

-       عبارة عن مخزن من البيانات مكون من مجموعة من الجداول المنظمة تربطها علاقة فيما بينها

إدارة قواعد البيانات: مجموعة من البرامج التي من خلالها يتم التعامل مع البيانات في إدارة قواعد البيانات من حيث الاسترجاع والتحديث والترتيب وتصميم التقارير وغيرها. مثل برنامج: Ms.-Access   / Oracle.

نظم قواعد البيانات: هي ما يجمع بين قواعد البيانات وإدارة قواعد البيانات.

ملاحظة:

يجب أن تكون المعلومات والبيانات في قاعدة البيانات متجانسة أي تتعلق بموضوع واحد.

أنواع قواعد البيانات:

- مسطحة "الجداول الالكترونية"   –هرمي       –هيكلي      –علائقي.

ملاحظة:

تستخدم قواعد البيانات العلائقية للتعامل مع البيانات الضخمة.

 

استخدامات قواعد البيانات:

التوثيق – التحليل – مقارنة – اتخاذ القرار.

 

فوائد قواعد البيانات:

v   توفر آلية لتنظيم البيانات والمحافظة عليها من التلف.

v   ضمان أمن البيانات والمعلومات والمحافظة على الخصوصية.

v   أرشفة البيانات وتداولها بسرعة عالية بكل سهولة واتقان.

مكونات قواعد البيانات:

جداول – روابط – نماذج – تقارير – استعلامات.

 

(تقوم أنظمة الإدارات الحديثة باستخدام برامج قواعد البيانات للتعامل مع بياناتها مثل :

  الإدارات المدرسية التي تتعامل مع كميات ضخمة من البيانات)

 

من برامج قواعد البيانات: ميكروسوفت اكسس MS Accese، برنامج اوراكل Oracl

المفتاح:

·       هو الصفة أو الصفات (الحقول) الفريدة للكيان، التي إذا عرفت قيمتها يتم تحديد عنصر واحد في الكيان على الأكثر وبالتالي معرفة صفاته.

·       المفتاح لا تكرر قيمته ولا يسمح بتركه بدون قيمة (Null)، ويمكن لحقل المفتاح أن يكون رقما أو نصا.

أنواع المفاتيح:

أ‌-    المفتاح الأساسي Primary key واختصارا المفتاح ويمكن أن يكون إما:
1. حقل واحد فريد: مثل رقم المشترك في كيان المشترك.
2. المفتاح المركب عدة حقول تشكل معاً صفة فريدة: نلجأ لهذا النوع من المفاتيح في حالة عدم ضمان الحصول على حقل واحد فريد، لنضمن أن المفتاح غير متكرر.

ب‌-   المفتاح الأجنبي Foreign key: هو صفة لكيان تكون المفتاح (أو مجرد صفة فريدة) في كيان آخر، مثل الصفة كود الموضوع في كيان كتاب هي مفتاح أجنبي، وهي المفتاح الأساسي في كيان موضوع. لاحظ أن المفتاح الأجنبي يتكرر عادة في الكيان الذي يحويه.

 مقارنة ما بين المفتاح الرئيسي والمفتاح الأجنبي

المفتاح الرئيسي (المفتاح)	المفتاح الأجنبي
هو الصفة أو الصفات (الحقول) الفريدة في الكيان، التي إذا عرفت قيمتها يتم تحديد عنصر معين في الكيان.	هو صفة في كيان معين تكون المفتاح في كيان آخر.  يستخدم للربط بين الكيانات "الجداول".
شروطه: 1.     صفة فريدة لا تتكرر. 2.     لا يترك فارغا NULL 3.     يكون نص أو رقم	شروطه: 1.     صفة عادية لأنه يتكرر 2.     يترك فارغا NULL. 3.     يكون نص أو رقم.

أنواع الروابط بين الكيانات:

الرقم	الرابطة	الرمز	المثال
1	واحد لواحد	1 - 1	الدولة لها علم واحد والعلم لدولة واحدة
2	واحد لمتعدد	∞ -1	الموظف ينتمي لدائرة واحدة، والدائرة تحتوي عدة موظفين. التوظيف رابطة واحد لمتعدد
3	متعدد لمتعدد	∞ - ∞	الطالب يسجل لعدة مساقات، والمساق يسجله عدة طلاب، رابطة التسجيل رابطة متعدد لمتعدد.

 

 

 

 

 

 

 

تمثل الروابط والعلاقات بالشكل التالي

 

 ملاحظة: الرابطة (متعدد إلى متعدد) رابطة معقدة ويجب أن تفك إلى رابطتين من نوع واحد لمتعدد ، ويتم ذلك عن طريق إنشاء كيان جديد (جدول وسيط) ويكون من ضمن حقوله المفتاح الرئيسي من الكيان الأول والمفتاح الرئيسي من الكيان الثاني ويضاف صفات أخرى حسب الحاجة.

 

فوائد الروابط:

·       ضمان التناسق بين المعلومات في الكيانات (الجداول).

·       تمكننا الروابط من استرجاع بيانات من أكثر من كيان واحد في الوقت نفسه.

·       عدم تكرار البيانات وسهولة التعديل عليها.

 

== معلومات إضافية ==

مميزات نظم قواعد البيانات:

تغلبت نظم قواعد البيانات على مآخذ نظام الملفات من خلال:

1- خلق الروابط بين الملفات (الجداول)، مما أدى إلى تسهيل عملية استرجاع المعلومات، تلافي التكرار للبيانات، تكامل البيانات.

2- استقلالية الملفات (الجداول) عن البرامج، فالتغيير على تصميم الملفات لا يؤثر في البرامج المكتوبة.

مقارنة ما بين نظم الملفات ونظم قواعد البيانات

نظم الملفات	نظم قواعد البيانات
مآخذ نظام الملفات: 1. ضعف في معالجة البيانات بسبب عدم قدرة النظام على الربط بين الملفات المختلفة	تغلبت نظم قواعد البيانات على مآخذ الملفات بالآتي: 1. خلق الروابط والعلاقات بين الملفات وذلك:      أ- لتسهيل عملية استرجاع المعلومات      ب- تلافي تكرار البيانات     ج- تكامل البيانات
2. عدم استقلالية البرامج عن البيانات مما يؤدي إلى بذل جهد كبير في البرمجة إضافة للتكلفة المادية	2. استقلالية الملفات (الجداول) عن البرامج: حيث أن التغيير في تصميم الملفات لا يؤثر في البرامج المكتوبة مما أعطى دفعة قوية لعملية البرمجة وجعل عملية التطوير أكثر يسراً وأقل تكلفة.

المراحل التي مرت بها نظم قواعد البيانات (نماذج قواعد البيانات)

1. النموذج الهرمي.                                                               

2. النموذج الشبكي.            3. النموذج العلائقي.

 صفات النموذج العلائقي:

1-       يعد الملف جدولا مكونا من أعمدة (حقول) وصوف (سجلات).

2-       في كل جدول يشكل عمود أو أكثر المفتاح الأساسي، الذي من خلال إحدى قيمه نستطيع الوصول على الأكثر إلى صف واحد في الجدول، أي أن المفتاح يساعد ويسرع في عملية البحث واسترجاع البيانات.

3-       الربط المنطقي بين الجداول، حيث إن الجداول ترتبط فيما بينها بروابط متنوعة من خلال حقول مشتركة.

4-       يتم استرجاع وتحديث المعلومات في قواعد البيانات العلائقية من خلال لغة الاستعلامات البنيوية (SQL).

حماية قواعد البيانات Database Security

-       نظام حماية قواعد البيانات يتضمن وضع قيود تحدد الأشخاص الذين يسمح لهم بالوصول إلى الملفات أو السجلات أو الحقول المختلفة ونوعية حق الوصول من حيث القدرة على التغيير أو القراءة أو الطباعة.

-       يتولى مدير قواعد البيانات توزيع الصلاحيات على الأفراد حسب المهام الموكلة إليهم من إدارة المؤسسة.

-       يمكن لمدير قواعد البيانات مراقبة المدخلات ومعرفة من قام بالإدخال ووقته.