قاعدة البيانات أوقاعدة المعطيات (بالإنجليزية: DataBase)‏، هي مجموعة من عناصرِ البيانات المنطقية المرتبطة مع بعضها البعض بعلاقة رياضية، وتتكون قاعدة البيانات من جدول واحد أوأكثر. ويتكون الجدول من سجل (صف (قواعد البيانات)) أوأكثر ويتكون السجل من حقل (حقل (فهم الحاسوب)) أوأكثر. ومثال عليه السجل الخاص بموظف معين يتكون من عدة حقول مثل رقم الموظف - اسم الموظف - درجة الموظف - تاريخ التعيين - الراتب - والقسم التابع له، وغير ذلك من بيانات الموظفين تخزن في جهاز الحاسوب عَلى نحومنظّم، حيث يقوم برنامج (حاسوب) يسمى محرك قاعدة البيانات (database engine) بتسهيل التعامل معها والبحث ضمن هذه البيانات، وتمكين المستخدم من الإضافة والتعديل عليها.

يتم استرجاع البيانات باستخدام أوامر من لغة الاستعلام حيث تعتبر معلومات تساعد في عملية اتخاذ القرار.

نظام إدارة قواعد البيانات هوالبرنامج الذي يتم من خلاله استرجاع البيانات، أوالإضافة أوالتعديل عليها، أوحذفها، حيث يقوم البرنامج بالربط بين المستخدم وبين محرك قاعدة البيانات، لأداء تلك المهمة.

وفى حال وجود علاقة بين جداول قاعدة البيانات يسمى هذا بنظام قواعد البيانات العلائقية (نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية)

الهدف الأساسي لقواعد البيانات هوالهجريز على كيفية تنظيم البيانات وليس على التطبيقات الخاصة. أي حتى الهدف الرئيسي لمصمم قاعدة البيانات هوتصميم البيانات بحيث تكون خالية من التكرار ويمكن استرجاعها وتعديلها والإضافة عليها دون المشاكل التي يمكن حتى تحدث مع وجود التكرار فيها. يتم ذلك عن طريق ايجاد ثلاثة مستويات من التجريد أوالنماذج لقواعد البيانات تسمى نماذج التطبيع (تسوية قاعدة البيانات)، ويقصد بها جعل هجريبة البيانات أقرب للطبيعة التصنيفية.

وهناك هجريبات لقواعد البيانات حسب نوع العلاقة الرياضية بين البيانات، ومنها:

• الهجريب العلائقي : وهواعتماد علاقة محددة بين عناصر البيانات، مثل حتى تكون قيمة عنصر معتمدة على حاصل جمع عنصرين. وهذا الهجريب هوأنجح التراكيب المطبقة في عالم قواعد البيانات المعلوماتية، وذلك بسبب إعطائه تنوع في نوع العلاقة بين البيانات، لأن احتمالية تطبيق العلاقات فيه أكبر من اي هجريب اخر.
• الهجريب الهيكلي : وهواعتماد علاقة الهيكل التنظيمي بين عناصر البيانات، مثل حتىقد يكون عنصرين مصنفين تحت عنصر واحد أوتابعين له.
• الهجريب الهرمي : وهواعتماد علاقة الهرم بين عناصر البيانات، مثل حتىقد يكون جميع عنصر مسؤول عن عنصر واحد فقط وليس أكثر.

قواعد البيانات الضخمة

هناك عدة قواعد تختلف في الحجم، فهناك مركز البيانات وهوتعبير عن مباني ضخمة تتميز بأنها مجهزة بالإعدادات المطلوبة لقواعد البيانات من ناحية المساحة التشغيلية والمصادر البشرية ومتخصصي الصيانة والطقس الملائم من خلال المكيفات، ولها عدة مولدات وقائية للطاقة.

كما وُجد أيضاً مستودع البيانات وهوتعبير عن تجميع للبيانات التاريخية من قواعد البيانات التقليدية من عدة مصادر لإستخراج تقارير وتحاليل تفيد في أداء عمل المؤسسات.

نظرة عامة واصطلاحات

يشير مصطلح «قاعدة بيانات» رسميًا إلى مجموعة من البيانات المترابطة وكيفية تنظيمها. تُدار عملية الوصول إلى هذه البيانات من خلال «نظام إدارة قاعدة البيانات» (دي بي إم إس) الذي يتألف من مجموعة متكاملة من برمجيات الحاسب التي تسمح للمستخدمين بالتفاعل مع قاعدة بيانات واحدة أوأكثر وتمنح الوصول إلى جميع البيانات المحتواة في قاعدة البيانات (على الرغم من وجود قيود تحد من الوصول إلى بيانات محددة). يمنح نظام إدارة قاعدة البيانات مجموعة وظائف تسمح بإدخال كميات كبيرة من المعلومات وتخزينها واستعادتها، ويوفر طرق لإدارة كيفية تنظيم المعلومات.

يُستخدم مصطلح «قاعدة بيانات» عادةً للإشارة إلى جميع من قاعدة بيانات ونظام إدارة قاعدة البيانات المُستخدم لإدارتها، وذلك بسبب العلاقة الوثيقة بينهما.

يُستخدم مصطلح قاعدة البيانات غالبًا خارج مجال تكنلوجيا المعلومات المهنية للإشارة إلى أي مجموعة من البيانات المترابطة (مثل جدول بيانات أومجموعة بطاقات مفهرسة)، إذ تستوجب متطلبات الاستخدام والحجم عادةً استخدام نظام لإدارة قواعد البيانات هذه.

تقوم نظم إدارة قواعد البيانات الموجودة بمهام متنوعة تسمح بإدارة قاعدة البيانات وبياناتها، وتُصنف هذه المهام إلى أربع مجموعات وظيفية:

• تعريف البيانات- إنشاء، وتعديل، وحذف التعاريف التي تحدد تنظيم البيانات.
• تحديث- إضافة، وتعديل، وحذف البيانات العملية.
• استرداد- توفير معلومات بصيغة يمكن استخدامها مباشرة أولمعالجة أكثر من قبل تطبيقات أخرى. يمكن توفير البيانات المستردة بالصيغة نفسها التي تُخزّن بها في قاعدة البيانات أوبصيغة جديدة نحصل عليها من خلال تعديل أودمج بيانات موجودة في قاعدة البيانات.
• إدارة- تسجيل المستخدمين ومراقبتهم، وتطبيق الأمان على البيانات، ومراقبة الأداء، والحفاظ على تكامل البيانات، والتعامل مع ضبط التزامن، واستعادة المعلومات التي أُتلفت بسبب وقع معين كالفشل غير المتسقط للنظام. تعمل جميع من قاعدة البيانات ونظام إدارتها بشكل يتوافق مع مبادئ نموذج قواعد بيانات محدد. يشير مصطلح «نظام قاعدة البيانات» إلى جميع من نموذج قاعدة البيانات، ونظام إدارة قاعدة البيانات، وقاعدة البيانات.

فيزيائيًا، مخدمات قواعد البيانات هي حواسيب مخصصة للاحتفاظ بقواعد البيانات العملية وتشغيل نظام إدارة قواعد البيانات والبرمجيات المتعلقة فيه فقط. تكون مخدمات قواعد البيانات عادةً حواسيب متعددة المعالجات، بذاكرة كبيرة ومصفوفة مستقلة متعددة الأقراص تُستخدم من أجل التخزين الثابت. تُستخدم أيضًا أجهزة مسرعات قواعد البيانات، الموصولة بمخدم واحد أوأكثر عن طريق قنوات عالية السرعة في بيئات معالجة معاملات كبيرة الحجم. توجد نظم إدارة قواعد البيانات في مركز أغلب قواعد بيانات التطبيقات. يمكن حتى تُبنى نظم قواعد البيانات من أجل نواة(نظام تشغيل) مخصصة متعددة المهام مع دعم شبكي مدمج، لكن نظم قواعد البيانات الحديثة تعتمد على نظام تشغيل معياري لتوفير هذه الوظائف.

نظرًا لأن نظم قواعد البيانات تضم سوقًا كبيرًا، فإن بائعي ذواكر التخزين والحواسيب غالبًا ما يأخذون بعين الاعتبار متطلبات هذه النظم ضمن خططهم التطويرية.

يمكن تصنيف قواعد البيانات ونظم إدارتها وفقًا لنماذج قواعد البيانات التي يدعمانها (كالعلائقية أوXML)، ولأنواع الحواسيب التي تعملان عليها (امتدادًا من تجمع خوادم إلى الهواتف المحمولة)، ولغات الاستعلامات المستخدمة للوصول إلى قواعد البيانات فيها(مثل إس يوإل أوإكس كويري)، وهندستها الداخلية، إذ تؤثر جميعها على الأداء وقابلية التوسع والمرونة والأمان.

تاريخها

ازدادت أهمية أحجام وقدرات وأداء قواعد البيانات ونظم إدارتها الخاصة بها. هذه الزيادات في الأداء كانت ناتجة عن تطور التكنولوجيا في مجالات المعالجات، وذواكر الحواسيب، وتخزينها وشبكاتها. يمكن تقسيم تطور تكنولوجيا قواعد البيانات إلى ثلاثة مجالات تعتمد على هيكلية أونموذج البيانات وهي: ملاحية، إس كيوإل/علائقية، وما بعد العلائقية.

كان نموذجي البيانات الملاحية الأوليين الرئيسيين هما النموذج الهرمي ونموذج CODASYL (نموذج شبكة).

طُرح النموذج العلائقي بدايةً في عام 1970 من قبل إدغار إف.كود، إذ ابتعد عن هذا التقليد من خلال إصراره على حتى التطبيقات يجب حتى تبحث عن البيانات حسب المحتوى، بدلًا من اتباع الروابط. يستخدم النموذج العلائقي مجموعات من جداول على شكل دفتر حسابات، تستخدم جميع واحدة منها لنوع مختلف من الكائنات. فقط في منتصف ثمانينيات القرن العشرين أصبحت أجهزة الحوسبة قوية بما فيه الكفاية للسماح بالانتشار الواسع للأنظمة العلائقية (نظم إدارة قواعد البيانات إضافة إلى التطبيقات). بحلول بدايات تسعينيات القرن العشرين، سادت الأنظمة العلائقية في جميع تطبيقات معالجة البيانات واسعة النطاق، وبقيت سائدةً حتى عام 2018، وأكثر نظم إدارة قواعد البيانات التي يُبحث عنها هي: آي بي إم دي بي2، وأوراكل، ماي إس كيوإل، ومايكروسوفت إس كيوإل سيرفر. أثرت لغة قواعد البيانات السائدة، وهي لغة إس كيوإل المعيارية للنموذج العلائقي، على لغات قواعد البيانات الخاصة بنماذج البيانات الأخرى. طُوّرت قواعد البيانات الكائنية في ثمانينيات القرن العشرين للتغلب على عدم تطابق معاوقة الكائن العلائقي، مما أدى إلى صياغة مصطلح «ما بعد العلائقية» إلى جانب تطوير قواعد بيانات الكيانات العلائقية الهجينة. أصبح الجيل التالي من قواعد البيانات ما بعد العلائقية في نهايات العقد الأول من القرن العشرين معروفًا باسم قواعد بيانات نوإس كيوإل، إذ توفر مخازن سريعة باستخدام طريقة مفتاح-قيمة وقواعد بيانات موجهة نحوالمستندات. حاولت قواعد بيانات منافسة من «الجيل التالي» تسمى نيوإس كيوإل تقديم تطبيقات جديدة حافظت على نموذج إس كيوإل/العلائقي وسعت لتحقيق الأداء العالي لقواعد بيانات نيوإس كيوإل مقارنةً بأنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية المتوفرة تجاريًا.

بيئات قواعد البيانات

• نظام اوراكل لإدارة قواعد البيانات المترابطة (العلائقية)
• أوراكل
• ماي إس كيوإل
• فيربيرد
• أكسس
• بوستجرس
• قاعدة بيانات بيركيلي
• Borland Interbase
• ميكروسوفت إس كيوإل سيرفر
• Informix
• B-trieve
• آي بي إم دي بي 2
• سايبيز

انظر أيضاً

• معلومات
• صحافة البيانات
• صحافة قواعد البيانات
• غلق متعدد الطبقات
• قاعدة بيانات بيركيلي

مراجع