ما هي قواعد البيانات وما أنواعها وأهم استخداماتها؟

ولكن، قبل التطرُّق إلى مفهوم قاعدة البيانات، لا بُدّ من توضيح مفهوم البيانات التي تُعَدّ حجر الأساس لقواعد البيانات؛ وهي كمية من المعلومات الخامّ التي لم تجرِ مُعالجتها وتنظيمها بعد، والتي تأتي بأشكالٍ مختلفة؛ كالأرقام، والنصوص، والوسائط؛ فمثلاً يمكن اعتبار أسماء الطلاب، وعلاماتهم، وصفوفهم الدراسية بيانات؛ لأنَّها ليست إلّا مجموعة من القِيَم غير المُنظَّمة، والتي لا تحمل معنى مُهِمّاً بذاتها، فتحتاج هذه البيانات إلى إدارة، وتنظيم، وربط معاً على نحو مُعيَّن؛ للاستفادة منها فيما بعد، وبهذا ظهرت الحاجة إلى ضرورة إنشاء قواعد البيانات.

ما قاعدة البيانات؟ شرحٌ مبسط لمفهومها

يمكن تعريف قاعدة البيانات (Database) بأنَّها مجموعة من البيانات المُنظَّمة والمُفَهرَسة على نحو يُمكِّن من إدارتها، ومعالجتها، والوصول إلى أيّ معلومة بكلّ سرعةٍ وسهولة، فيجري تنظيم البيانات داخل مجموعة من الصفوف والأعمدة التي تُشكِّل معاً جداول مُنظَّمة ومُرتَّبة داخل أنظمة الحاسوب، ويمكن إدارة هذه القواعد بما يُسمَّى نظم إدارة قواعد البيانات (DBMS)، ويُمكن العثور على أنواع مختلفة من قواعد البيانات، مثل: نظام ماي إس كيو إل (MySQL)، ونظام أوراكل (Oracle Database)، وغيرها الكثير.

وليتَّضِح مفهوم قواعد البيانات أكثر، لا بُدّ من التعرُّف إلى مُكوِّناتها الرئيسة، والتي تشمل عامَّة مجموعة من الأجهزة المادِّية، مثل أجهزة الحاسوب، بالإضافة إلى البيانات المُراد تخزينها داخل قاعدة البيانات، وبالتأكيد البرمجيّات التي تُتيح الوصول إلى هذه البيانات، والتحكُّم فيها من خلالها، ولا بُدّ من الإشارة إلى استخدام لغات برمجة خاصَّة؛ للتحكُّم في قواعد البيانات، تُتيح للمُستخدِم كتابة الأوامر، والاستعلام عن أيّ معلومة بكلّ سهولة، مثل لغة الاستعلام الهيكلية (SQL).

دليلٌ شامل للتعرف إلى الأنواع الأكثر شيوعاً لقواعد البيانات

تختلف أنواع قواعد البيانات باختلاف طريقة إنشائها، وفيما يأتي توضيح أهم أنواع قواعد البيانات:   

قواعد البيانات المركزية (Centralized Database)

يدلّ اسم قاعدة البيانات المركزية على آليَّة عملها؛ إذ تُخزَّن فيها البيانات ضمن نظامٍ مركزيّ واحد، وعلى نحو يُتيح للمُستَخدِمين الذين يملكون الصلاحيّات إمكانية الوصول إليها من مجموعة مختلفة من التطبيقات، وأكثر ما يُميّز هذا النوع هو مستوى الأمان الذي تتمتَّع فيه قاعدة البيانات، واتِّساق البيانات، وتوافُقها معاً؛ إذ تجري إدارتها من قِبَل نظام مركزيّ واحد.

قواعد البيانات الموزعة (Distributed Database)

يأتي هذا النوع مُخالِفاً تماماً لقواعد البيانات المركزية؛ إذ تتوزّع البيانات في نظم قواعد بيانات مختلفة؛ بتقسيم البيانات إلى أجزاءٍ صغيرة، ثمّ توزيعها في أكثر من خادم بدلاً من استخدام خادم مركزيّ واحد للبيانات جميعها.

وتمتاز قاعدة البيانات المُوزَّعة بقابلية التوسُّع؛ لإمكانيَّة إضافة مزيد من أجهزة الحاسوب إلى النظام، ونظراً لأنّ البيانات مُوزَّعة في أكثر من خادم، فإنّ فشل أحد الخوادم لن يُؤثِّر في البيانات جميعها. 

قواعد البيانات العلائقية (Relational Database)

يعتمد هذا النوع بشكل أساسيّ على تكوين العلاقات بين البيانات؛ فتخزين البيانات فيها يكون ضمن جداول يتضمَّن كلٌّ منها بيانات مُحدَّدة عن موضوعٍ مُعيَّن، مثل: جدول العملاء، أو الطلبات، أو المُنتَجات، وترتبط هذه الجداول معاً بأعمدة مُشتَرَكة، ممّا يسمح للمُستَخدِمين باسترجاع المعلومات بسهولة، وإجراء تحليلاتٍ مُعقَّدة، وهذا ما يُفسِّر سبب تسميتها بقواعد البيانات العلائِقِيَّة. 

ومن أبرز الأمثلة على قواعد البيانات العلائِقِيَّة: قاعدة بيانات ماي إس كيو إل (MySQL)، وأوراكل (Oracle)، وميكروسوفت إس كيو إل سيرفر (Microsoft SQL Server).

قواعد البيانات غير العلائقية (NoSQL Database)

يُعرَف هذا النوع أيضاً بـ (NoSQL)، ويكون تخزين البيانات فيه بوسائل عِدَّة، دون الاقتصار على استخدام الجداول فقط، مثل: المستندات، أو الرسوم البيانية، وهذا النوع هو الخيار الأنسب عند التعامل مع كمياتٍ كبيرة وضخمة من البيانات، ويمتاز بقابليته العالية للتطوير، ومن أبرز الأمثلة على قواعد البيانات غير العلائِقِيَّة: قاعدة بيانات كاساندرا (Cassandra)، ومونغو دي بي (MongoDB).

قواعد البيانات كائنية التوجه (Object-Oriented Database)

إنّ إنشاء هذا النوع من قواعد البيانات يكون باستخدام لغات البرمجة كائِنِيَّة التوجُّه (Object-Oriented Programming)، وتتلخَّص آليَّة عملها بطريقة التعامل مع المعلومات المُخزَّنة في قاعدة البيانات، والتعامل معها باعتبارها كائنات، وليست رموزاً مكتوبة بالأبجدِيَّة، ثمّ ربط الكائنات جميعها معاً بأساليب مُعيَّنة؛ فمثلاً يُمكن تمثيل الشخص ككائن، وربطه بكائنٍ آخر يُسمَّى العنوان، بحيث يمكن الحصول على عنوان الشخص عبر كائن الشخص باستخدام أدوات الربط بين الشخص وعنوانه، ويجدر بالذكر أنَّ تصميم هذا النوع كان بهدف التعامل مع البيانات المُعقَّدة.                

قواعد البيانات الهرمية (Hierarchical Database)

يتَّخِذ هذا النوع شكل الهرم في تمثيل البيانات، أو بمعنى آخر يتَّخِذ شكل الشجرة وفروعها؛ فيتكوَّن من مجموعة من الأصول والفروع، ويمكن أن يكون للأصل أكثر من فرعٍ واحد، بينما لا يُمكن أن ينتمي الفرع إلّا إلى أصلٍ واحد؛ فعلى سبيل المثال، يُمكن اعتبار الجامعة أصلاً تتفرَّع منه عِدَّة أقسام؛ كالإدارات، والصفوف، بينما تنتمي الصفوف والإدارات (الفروع) إلى أصلٍ واحد فقط؛ ألا وهو الجامعة.

أبرز استخدامات قواعد البيانات

أصبحت الشركات والمُنظَّمات في مختلف المجالات بحاجةٍ ماسَّة إلى استخدام قواعد البيانات في أعمالها؛ نظراً لكمّ البيانات الهائل المُتوفِّر حاليّاً؛ إذ تساعد قواعد البيانات على تخزين المعلومات بطريقةٍ مُنظَّمة، وإدارتها على نحو أسرع وأكثر سهولة، والإسهام في اتِّخاذ القرارات الصائبة، والقدرة على تطوير الأعمال، بالإضافة إلى تحسين الإنتاجية بنسبةٍ عالية وأكثر فعالِيَّة.

وتتعدَّد الأمثلة على استخدامات قواعد البيانات، ومنها: أنظمة البنوك التي تحتفظ ببيانات الحسابات المصرفية، وبيانات العملاء، والمعاملات، أمّا شركات الطيران، فتحتفظ بالمعلومات الخاصَّة بالحجوزات، ومواعيد الرحلات الجوِّية، بينما تُخزِّن الجامعات المعلومات المُتعلِّقة بالطلاب، والهيئات التدريسية في قواعد البيانات، وتُخزِّن شركات الاتِّصالات البيانات المُتعلِّقة بالفواتير، والمكالمات، وتتبُّع خطوط الاتِّصال، وغيرها.

المراجع   

[1] geeksforgeeks.org, What is Database?
[2] intellipaat.com, What is a Database?
[3] javapoint.com, Types of Databases
[4] techtarget.com, what is a database (DB)?
[5] phoenixnap.com, What Is a Database?