پاورپوینت سیستم مدیریت پایگاه داده

سیستم مدیریت پایگاه داده

استاد ارجمند :
تهیه کننده :

فهرست مطالب
مقدمه
مثال
تعریف
تاریخچه
خصوصیات
کاربران
نرم افزارهای مدیریت پایگاه داده
کاربردها
انواع
مزایا
معایب
زمان استفاده

مقدمه
سیستم مدیریت پایگاه دادهDatabase Management System) ) نرم افزاری است که با در نظرگیری معیارهای امنیتی مهم، اطلاعات کاربران را بازیابی و ذخیره می کند، این سیستم در حقیقت شامل گروهی از برنامه هایی است که با پایگاه داده ارتباط دارند. نرم افزار DBMS درخواست دیتا از یک اپلیکیشن را قبول کرده و سپس به سیستم عامل دستور ساخت دیتایی خاص را ارسال می کند. علاوه بر این DBMS در سیستم های بزرگ نیز امکان ذخیره یا بازیابی داده را در اختیار کاربران و نرم افزارهای ثالث قرار می دهد.
کاربران با استفاده از ابزار DBMS می توانند بر اساس نیاز خود، یک دیتابیس اختصاصی توسعه دهند. در واقع اصطلاح DBMS شامل کاربران پایگاه داده و دیگر برنامه های کاربردی است، به عبارت دیگر این نرم افزار همانند یک پل ارتباطی بین داده ها و اپلیکیشن های کاربردی عمل می کند.

یک مثال
پایگاه داده یک دانشگاه را در نظر بگیرید که اطلاعات مربوط به دانشجویان، دوره های آموزشی و نمرات را در خود ذخیره می کند. فایل های موجود در این دیتابیس به صورت زیر سازمان دهی می شوند:
فایل های STUDENT که داده های مربوط به هر دانشجو را ذخیره می کند.
فایل های COURSE که داده های هر دوره آموزشی را در خود ذخیره می کند.
فایل های SECTION که اطلاعات مربوط به بخش هایی از یک دوره خاص را در خود ذخیره خواهد کرد.
پرونده های GRADE که نمرات کسب شده توسط هر دانش آموز در بخش های مختلف را ذخیره می کند.
فایل های TUTOR که اطلاعات مربوط به هر کدام از اساتید را ذخیره خواهد کرد.

حال برای تعریف یک سیستم پایگاه داده به صورت زیر عمل خواهیم کرد:
ما باید ساختار رکورد (سوابق) هر فایل را از طریق تعریف انواع مختلفی از اجزای داده برای ذخیره در هر رکورد مشخص کنیم.
ما همچنین می توانیم از یک طرح کدنویسی برای نشان دادن مقادیر یک دیتا استفاده کنیم.
به طور کل، دیتابیس شما شامل 5 جدول با یک کلید خارجی خواهد بود که این کلید در بین جداول گوناگون تعریف شده است

تاریخچه
روند تاریخی طراحی سیستم مدیریت پایگاه داده به شرح زیر است:
سال 1960، چارلز بکمن اولین سیستم DBMS را طراحی کرد.
سال 1970، سیستم مدیریت اطلاعات (IMS) کمپانی IBM توسط ادگار کاد معرفی شد.
سال 1976، پیتر چن مدل موجودیت-رابطه (Entity-relationship) یا همان ER مدل را معرفی کرد.
سال 1980، مدل رابطه ای به عنوان یکی از کامپوننت های اصلی دیتابیس پذیرفته شد.
سال 1985، سیستم DBMS شی گرایی توسعه داده شد.
سال 1990، سیستم DBMS شی گرایی با رابطه ای ادغام شد.
سال 1991، مایکروسافت از نرم افزار خود رونمایی کرد و این محصول جایگزین تمام محصولات DBMS دیگر شد.
سال 1995، از اولین اپلیکیشن پایگاه داده اینترنت رونمایی شد.
سال 1997، زبان نشانه گذاری گسترش پذیر یا همان XML به روی پردازش دیتابیس اعمال شد. بسیاری از کمپانی های نرم افزاری XML را با محصولات DBMS خود ادغام کردند.

خصوصیات DBMS
امنیت سطح بالا و جلوگیری افزونگی دادهRedundancy))
ماهیت خود توصیفی (Self-describing) برای یک سیستم پایگاه داده
جداسازی بین برنامه ها و انتزاع داده ها
پشتیبانی از نمای چندگانه داده ها
اشتراک گذاری داده ها و پردازش تراکنش های چندکاربری
ساخت جداول از موجودیت ها و روابط بین آنها
پشتیبانی از قابلیت (ACID) تجزیه ناپذیری، همخوانی، انزوا و پایایی)
پشتیبانی از محیط مولتی یوزر برای دسترسی و دستکاری موازی کاربران

کاربران
گروه های مختلف کاربران یک نرم افزار DBMS :
برنامه نویسان کاربردی : برنامه نویسان کاربردی با استفاده از زبان های برنامه نویسی مختلف اپلیکیشن هایی برای تعامل با پایگاه داده توسعه می دهند.
مدیران پایگاه داده : مسئول یک دیتابیس مدیریت کل سیستم DBMS را بر عهده دارد؛ وی با نام ادمین دیتابیس یا DBA شناخته می شود.
کاربران نهایی : کاربران نهایی افرادی هستند که با نرم افزار DBMS تعامل خواهند داشت؛ آن ها عملیات مختلفی از قبیل بازیابی، حذف و به روز رسانی داده های دیتابیس را انجام می دهند.

نرم افزارهای پایگاه داده
معروف ترین نرم افزارهای سیستم مدیریت پایگاه داده عبارتند از:
MySQL
Microsoft Access
Oracle
PostgreSQL
dBASE
FoxPro
SQLite
IBM DB2
LibreOffice Base
Microsoft SQL Server

کاربردهای سیستم مدیریت داده
سیستم بانکداری : از سیستم مدیریت پایگاه داده برای سامان دهی اطلاعات مشتریان، فعالیت های حساب، پرداختی، سپرده ها، وام و غیره استفاده می شود.
آزانس های هواپیمایی : برای مرتب سازی اطلاعات مربوط به رزور بلیط و جداول زمان بندی شده استفاده می شود.
دانشگاه : برای مدیریت اطلاعات دانشجویان، ثبت نام، دوره های آموزشی و نمرات دانشجویان مورد استفاده موسسات آموزشی قرار می گیرد
مخابرات : برای ذخیره ریز مکالمه، صورت حساب ماهیانه، مانده حساب و غیره استفاده می شود..

موسسات مالی : برای ذخیره اطلاعات مربوط به خرید و فروش ابزارهای مالی مانند سهام و اوراق بهادار مورد استفاده موسسات مالی قرار می گیرد.
بازرگانی : برای ذخیره داده های مشتریان، محصولات و اطلاعات فروش استفاده خواهد شد.
کارخانجات : برای مدیریت زنجیره تامین، ردیابی اقلام تولیدی و موجودی انبار کارخانجات استفاده می شود.
مدیریت منابع انسانی : برای مدیریت اطلاعات کارمندان، حقوق، پرداخت ماهیانه، کسر از حقوق و چک های پرداختی استفاده می شود.

انواع سیستم های مدیریت پایگاه داده
4 نوع سیستم مدیریت پایگاه داده به نام های سلسله مراتبی (Hierarchical)، مدل شبکه ای (Network)، مدل رابطه ای (elational) و شی گراییObject) (Oriented وجود دارند که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند.

1- سیستم مدیریت پایگاه داده سلسله مراتبی :
در پایگاه داده سلسله مراتبی، مدل داده ها در ساختاری شبیه به درخت سازمان دهی می شوند؛ در حقیقت داده ها به صورت سلسله مراتبی (از بالا به پایین یا از پایین به بالا) ذخیره می شوند. داده ها به صورت سرشاخه و زیرشاخه نمایش داده می شوند به گونه ای که دیتای سرشاخه ممکن است شامل چندین زیرشاخه باشد اما دیتای زیرشاخه  فقط یک سرشاخه خواهد داشت.
2- مدل شبکه ای :
مدل شبکه ای برخلاف مدل سلسله مراتبی به دیتای زیرشاخه اجازه می دهد تا چندین سرشاخه داشته باشد. این ویژگی به شما کمک خواهد کرد تا روابط پیچیده تری نظیر Many-to-Many را الگوبرداری کنید. در این مدل، موجودیت ها در گرافی سازمان دهی می شوند که دسترسی به آن از مسیرهای گوناگون امکان پذیر است.

3- مدل رابطه ای :
مدل رابطه ای به علت سهولت به عنوان رایج ترین نوع DBMS شناخته می شود و مبتنی بر عادی سازی دیتا در سطر و ستون جداول است. مدل رابطه ای در سازه های ثابت ذخیره شده و با استفاده از SQL دستکاری می شوند.

4- مدل شی گرایی :
در مدل شی گرایی، دیتا به صورت شی (object)در دیتابیس ذخیره می شود، در حقیقت دیتا در ساختارهایی به نام کلاس نمایش داده خواهند شد. دیتابیس در این مدل به عنوان مجموعه ای از اشیا تعریف می شود که مقادیر و عملیات دیتا در آن ذخیره خواهد شد.

مزایای سیستم مدیریت پایگاه داده
امکان دسترسی سریع به اطلاعات : دسترسی سریع به اطلاعات ذخیره شده در فایل ها به دلیلIndex نشدن اطلاعات، امکان پذیر نبود. زیرا در فایل ها دسترسی به داده ها به صورت ترتیبی است، اما در مقابل آن دسترسی به اطلاعات در DBMS ها به دلیلIndex شدن داده ها به صورت Random Access صورت می گیرد.
اطمینان از صحت داده ها و اتصال همزمان : یکی از مشکلات اصلی سیستم ذخیره اطلاعات در فایل ها، نبود اطمینان از ذخیره صحیح اطلاعات و نبود امکان اتصال همزمان به محل ذخیره آن ها بود. اما در DBMS ها به راحتی از اتصال چندین کاربر و نرم افزار به پایگاه داده پشتیبانی می شود

پشتیبانی از قابلیت تراکنش : این قابلیت که در سیستم ذخیره فایلی وجود نداشت، این امکان را فراهم می سازد که اگر مجموعه ای از پردازش ها به صورت کامل انجام نشدند، اطلاعات به حالت قبلی بازگردند. برای مثال زمانی که خرید اینترنتی انجام می دهید، تا زمانی که تمام پردازش ها صورت نگیرند و هزینه خرید به حساب مقصد به صورت صحیح منتقل نشده باشد، کالای مورد نظر به مالکیت شما در نخواهد آمد و مبلغ کالا به حساب شما باز خواهد گشت.
استاندارد سازی اطلاعات : قابلیت استاندارد سازی اطلاعات از DBMS ها به منظور بهینه سازی پایگاه داده می باشد. DBMS ها امکاناتی مانند حذف اطلاعات تکراری، فشرده سازی اطلاعات و… در اختیار ما قرار می دهند.

مقیاس پذیر، منعطف و قابل توسعه : یکی از بزرگترین مشکلات استفاده از سیستم ذخیره فایلی، عدم توسعه پذیری و انعطاف پایین آن ها بود. اما DBMSها برای افزایش حجم اطلاعات و داده ها راهکار های فراوانی دارند.
قائده پذیری و استاندارد سازی : در سیستم های مدیریت پایگاه داده، حتما باید استانداردها رعایت شوند تا از ایجاد هرگونه نابسامانی و اختلال در پایگاه داده در آینده جلوگیری شود.
پردازش و بررسی داده ها : در پایگاه داده با استفاده از زبان Sql می توانیم اطلاعات مورد نظر را مورد پردازش و بررسی قرار دهیم و سپس نتیجه نهایی را توسط Queryها از پایگاه داده درخواست کنیم.
امنیت بالا : در سیستم های مدیریت پایگاه داده می توان برای دسترسی به بخش های مختلف داده را برای کاربران و بخش های نرم افزاری مختلف محدودیت در نظر گرفت.

معایب سیستم مدیریت پایگاه داده
پیچیدگی در طراحی پایگاه داده : طراحی و ایجاد پایگاه داده با استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده پیچیده و زمانبر است. بنابراین به کارگیری این سیستم ها، نیازمند تخصص و تجربه می باشد.
متمرکز بودن اطلاعات ذخیره شده : به دلیل متمرکز بودن اطلاعات ذخیره شده، اگر هر گونه خطا یا مشکلی برای سیستم پایگاه داده به وجود آید، تمام اطلاعات در معرض خطر از دست رفتن قرار می گیرند. همچنین بر اساس رخ دادن این اتفاق، تمام نرم افزارهای متصل به پایگاه داده با مشکل رو به رو خواهند شد. یکی از راه های پیشگیری از این نوع مشکلات تهیه پشتیبانی از اطلاعات ذخیره شده است.

نیاز به تهیه سخت افزار و نصب نرم افزار: برای استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده نیازمند تهیه سیستم ها و سخت افزارهای جداگانه داریم که این کار هزینه بر است.
وابستگی نرم افزار ها : با بکارگیری سیستم های مدیریت پایگاه داده، نرم افزارهای طراحی شده به پایگاه داده وابسته خواهند شد.

چه زمانی نباید از سیستم مدیریت پایگاه داده استفاده کرد؟
گرچه سیستم های مدیریت پایگاه داده کاربردهای بسیار زیادی دارند اما استفاده از آن در شرایطی که بودجه یا تخصص کافی برای اجرای آن در دسترس نباشد، به هیچ وجه توصیه نمی شود. در چنین شرایطی می توان از نرم افزارهای اکسل، CSV یا Flat File استفاده کرد.
همانطور که دیدید، سیستم های مدیریت پایگاه داده مانند یک راه ارتباطی بین پایگاه داده، کاربر و نرم افزارهای کاربردی عمل می کنند. امروزه تقریبا استفاده از DBMS ها برای همه برنامه نویس ها و توسعه دهندگان امری غیرقابل اجتناب است. به همین دلیل هر برنامه نویسی باید نحوه کار با این سیستم ها را به خوبی یاد بگیرد تا بتواند با بکارگیری آن ها به راحتی داده ها و اطلاعات نرم افزارهای خود را مدیریت کند.

پایان