قاعدة البيانات او قاعدة المعطيات (بالإنجليزية: DataBase)، هي مجموعة من عناصرِ البيانات المنطقية المرتبطة مع بعضها البعض بعلاقة رياضية، وتتكون قاعدة البيانات من جدول واحد أو أكثر. ويتكون الجدول من سجل (صف (قواعد البيانات)) أو أكثر ويتكون السجل من حقل (حقل (علم الحاسوب)) أو أكثر. 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 نحو منظّم، حيث يقوم برنامج (حاسوب) يسمى محرك قاعدة البيانات (database engine) بتسهيل التعامل معها والبحث ضمن هذه البيانات، وتمكين المستخدم من الإضافة والتعديل عليها.
مكونات قواعد البيانات
تتكون قواعد البيانات من الأوعية التي تخزن فيها البيانات، وهي كالآتي:
- الجداول (Tables): هي الوعاء الأساسي في تركيبة قواعد البيانات، والجدول نفسه يضم أوعية والتي تُسمى سجلات، والسجل نفسه يتكون من مجموعة من الحقول، وإذا اعتبرنا الجدول بأنه يتكون من سطور وأعمدة، فإن السطور هي السجلات، والحقول هي الأعمدة.
- السجلات (Records): يمثل كل سطر في الجدول سجل، وهو عبارة من مجموعة من الحقول، وبالتالي فإن قواعد البيانات تتألف من مجموعة كبيرة جدًا من السجلات.
- الحقول (Fields): تصنف الحقول بناءً على نوعها، وعندما تتجمع هذه الحقول تشكل سجلًا واحدًا، ومجموعة السجلات تشكل الجدول.
- وكمثال تطبيقي على المكونات المذكورة أعلاه، لنفرض أننا بصدد إنشاء قاعدة بيانات لطلاب مدرسة، والتي من الممكن عملها إما على حاسوب شخصي، أو قاعدة بيانات على شبكة من الحواسيب والأخيرة شائعة الاستخدام في معظم المؤسسات، وتتشكل القاعدة بمعرفة الحقول، وهي في هذه الحالة ستكون أسم الطالب، ورقمه، وعمره، وصفه، وجنسه، وتُخزّن هذه الحقول بمجموعها في منطقة واحدة والتي نسميها السجل، ومجموعة السجلات يُطلق عليها الجدول أو بلغة البرمجة ملف.
اهمية قواعد البيانات
لقواعد البيانات أهميّة كبيرة في الأعمال المُختلفة، وأهميّتها تبرز في العديد من النّقاط والتي منها:
- تُساعد قواعد البيانات وبشكل كبير على تسريع عمليّة الوصول إلى البيانات التي تتضمّنها، فبدلاً من البحث هنا وهناك، يتمّ تجميع البيانات اللّازمة بحيث تُسهّل عمليّة الولوج إليها ومُعالجتها أو توظيفها في أعمال مُختلفة في المستقبل.
- تُسهّل قواعد البيانات وبشكل كبير جدّاً عمليّة التّعديل على هذه البيانات في المُستقبل، كما تُسهّل وبشكلٍ كبير عمليّة إجراء التّحديثات الضروريّة، بالإضافة إلى تسهيلها لعمليّات الحدف أو الإضافة.
- تُساعد قواعد البيانات في الإجابة عن أيّ استفهام أو استفسار يتعلّق مُباشرةً بالبيانات التي تمّ حفظها وتخزينها ضمن هذه القواعد، وفي أيّ وقت كان.
- تُساعد على تنسيق وتجميع البيانات الضّخمة بشكل هرميّ ليُسهّل إدارتها واسترجاعها.مميزات قواعد البيانات
مميزات قواعد البيانات
تمتلك قواعد البيانات العديد من المميزات التي جعلت منها أفضل الطرق المستخدمة في تخزين المعلومات وتنظيمها واسترجاعها بسهولة وكفاءةٍ وأكثر مرونة.
- اشتمالها على جميع البيانات والمعلومات في ملف واحد كبير، وخصوصاً في قواعد البيانات المسطحة، مما يساعد على إدخال جميع البيانات المتعلقة بموضوع واحد في سجل واحد مشترك وكبير، حيث يتم استخدام هذا النوع من قواعد البيانات في غالبية برامج جدولة البيانات، فبمجرد تعبئة المعلومات في الحقل الخاص بها يعمل هذا على توفير الوقت وزيادة كفاءة الإنتاجية مقارنةً بالسجلات الورقية.
- دمج عدة ملفات بيانات صغيرة معاً في قواعد البيانات العلائقية مما يعطي قوةً في إدارة المعلومات، وزيادة التحكّم في إدخال البيانات، وتكون آلية عمل قواعد البيانات العلائقية بأنّها تجمع وسحب البيانات الخاصة بموضوعٍ معيًن من جميع الملفات ودمجها سويّاً لتقديم التقرير النهائي الذي يحتاجه المستخدم لها مما يؤدي لسرعةٍ في جلب المعلومات الشاملة.
- وجودها في كلٍ من المؤسسات الكبيرة كأنظمة أجهزة الكمبيوتر المركزية، ومؤسسات العمل الصغيرة مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية.
انواع قواعد البيانات
- قواعد البيانات الببليوغرافية توفّر قواعد البيانات الببليوغرافية (Bibliographic Databases) المعلومات لموضوع معين على شكل سجل وصفي، ومن الأمور التي تقوم بتوفيرها للموضوع: اسم المؤلف، والعنوان وغيرها، ومن الأمثلة على قواعد البيانات البيبليوغرافية: ملخصات علم الاجتماع المتوفرة في قاعدة بيانات غاليليو (GALILEO)، وقواعد البيانات لأفلام الإنترنت على شبكة الويب.
- قواعد البيانات العلائقية تعتبر قواعد البيانات العلائقية (Relational Databases) قواعد بيانات جدولية؛ لأنه يتم تعريف البيانات فيها، وتُمكن المستخدم من إعادة تنظيم البيانات وتسهيل الوصول إليها، وتتكون قواعد البيانات العلائقية من عدة جداول مرتبطة ببعضها البعض، بحيث يحتوي الجدول على مجموعة من الأعمدة والصفوف، ويختص كل عمود بنوع معين من البيانات، أما بالنسبة إلى الصفوف فتحتوي على جميع أنواع البيانات الموجودة في الأعمدة.
- قواعد البيانات السحابية تعد قواعد البيانات السحابية (Cloud Databases) قواعد بيانات تم تحسينها ليتم استخدامها في بيئة افتراضية، وتتميز بأنها توفر القدرة على الدفع مقابل سعة التخزين وعرض النطاق الترددي، بالإضافة إلى أنها توفر قابلية للتوسع عند الطلب، ومن الجدير بالذكر أنها تدعم تطبيقات الأعمال المختلفة.
- قواعد البيانات غير العلائقية تتميز قواعد البيانات غير العلائقية (NoSQL Databases) بأنها فعالة في المشاكل التي تتعلق في أداء البيانات الكبيرة، وتصبح أكثر فاعلية عندما يتم تحليل البيانات بمجموعات كبيرة غير مهيكلة أو مخزنة من خلال الخوادم الافتراضية، ومن الأمثلة عليها، ما يأتي: قواعد الرسوم البيانية: (Graph Databases) تعتبر مجموعة من العقد -نقاط الربط- ووصلات، حيث تعتبر كل عقدة فئة معينة، تتصل فيما بينها بواسطة الوصلات، على سبيل المثال تستخدم الشركات قواعد الرسوم البيانية لاستخراج البيانات المتعلقة بالعملاء من وسائل التواصل الاجتماعي.
اهداف قواعد البيانات
يترتب على وجود بيئة قواعد البيانات تحقيق العديد من الاهداف أهمها ما يلى:
- القدرة على تمثيل الهيكل الطبيعى للبيانات بحيث يعكس العلاقات المنطقية بين البيانات
- التأكد من ان البيانات يمكن ان تقسم بين المستخدمين من اجل تشكيلة من المنتجات
- تدنية التكلفة الكلية لمتطلبات التخزين
- التنظيم المادى و المنطقى للبيانات بحيث تستطيع تلبيه الاستفسارات المتوقعة بالسرعة الملائمة ، و كذلك الاسفسارات غير المخططة او لانتاج تقارير غير روتينية
- مواءمة الانظمة الحالية و التوافق معها ، بحيث يجب ان ينسجم نظام قاعدة البيانات الذى تاخذ به المنشأة مع البرامج و البيانات و الاجراءات الموجودة لدى المنشأة.
- قابلية التفاعل مع الانظمة المستقبلية فمن أهم أهداف تصميم قاعدة البيانات ان تخطط القاعدة بحيث تسمح بالتعديلات و التحسينات عليها دون الحاجة الى ضرورة تعديل برامج التطبيقات او اعادة تنظيم الملفات .
- تحقيق التفاعل بين المستخدمين المتعددين و قاعدة البيانات
- تحقيق الترابط المنطقى بين البيانات الموزعة داخل الملفات الفرعية للقاعدة
- السماح للمستخدمين بان يبنوا رأيهم الشخصى عن البيانات دون الاهتمام بطريقة التخزين المادى للبيانات.
- السماح لقاعدة البيانات بان تتطور طبقا لاحتياجات المستخدمين.
