البرمجة والذكاء الاصطناعي · الصف الأول الثانوي · الترم الأول
قواعد البيانات (1): نظام إدارة قواعد البيانات وأنواعها
مفهوم قاعدة البيانات ونظام إدارة قواعد البيانات DBMS ووظائفه الخمس (تناسق البيانات وتكاملها واستقلاليتها وسريتها وتوافرها)، وأنواع قواعد البيانات: الهرمية والشبكية والعلائقية وNoSQL.
آخر تحديث: · كيف نراجع المحتوى
مقدمة
- الوحدة التاسعة: قواعد البيانات — الموضوع 9-1
قائمة جهات الاتصال في هاتفك، وسجل طلاب مدرستك، وبيانات عملاء أي متجر إلكتروني: كلها قواعد بيانات. فهي ليست مجرد تخزين للبيانات، بل تنظيم يجعل البحث عنها وتعديلها ومشاركتها أمرًا سهلًا وآمنًا.
أهداف التعلم
- أن تعرّف قاعدة البيانات ونظام إدارة قواعد البيانات.
- أن تشرح الوظائف الخمس لنظام إدارة قواعد البيانات.
- أن تميز بين أنواع قواعد البيانات.
شرح الدرس
قاعدة البيانات
قاعدة البيانات (Database) مجموعة منظمة من البيانات، مخزنة بشكل يسهل الوصول إليها لأغراض محددة. وهي لا تجمع البيانات فقط، بل تجعل البحث فيها ومعالجتها ومشاركتها سهلة. من أمثلتها: قائمة جهات الاتصال على الهاتف، ومعلومات عملاء شركة.
نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)
نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) نظام يُنشئ قواعد البيانات ويشغلها ويديرها. ومن وظائفه:
| الوظيفة | معناها | مثال |
|---|---|---|
| تناسق البيانات | ألا تسبب العمليات المتزامنة على البيانات المشتركة تناقضات | موظفان يحجزان آخر مقعد في رحلة في اللحظة نفسها، فيُحجز لواحد فقط |
| تكامل البيانات | منع التكرار والعبث والتسجيل أو التحديث غير المصرح به | منع تسجيل طالب مرتين بالرقم نفسه |
| استقلالية البيانات | إدارة قاعدة البيانات منفصلة عن البرامج التي تستخدمها | تغيير برنامج عرض الدرجات دون تغيير قاعدة البيانات نفسها |
| سرية البيانات | تحديد أذونات الوصول وإجراء المصادقة | الطالب يرى درجاته فقط، والمعلم يعدّل درجات فصله |
| توافر البيانات | النسخ الاحتياطي والاستعادة للاستعداد للأعطال | استرجاع البيانات بعد تعطل الخادم |
أنواع قواعد البيانات
- قاعدة البيانات الهرمية: تُمثل البيانات في هيكل شجري (أب وأبناء)، مثل: مدرسة ← صفوف ← فصول ← طلاب.
- قاعدة البيانات الشبكية: تُمثل البيانات في هيكل شبكي يسمح لكل عنصر بأكثر من ارتباط.
- قاعدة البيانات العلائقية: تنظم البيانات في جداول متعددة مرتبطة ببعضها، وهي الأكثر انتشارًا (سندرسها بالتفصيل في الدرس التالي).
- NoSQL: أنظمة إدارة قواعد بيانات غير علائقية، تُستخدم مثلًا مع البيانات الضخمة ومتنوعة الشكل.
أمثلة وتطبيقات
- تكامل البيانات: يمنع النظام تسجيل رقم قومي مكرر لطالبين، ويمنع إدخال درجة 150 في مادة نهايتها العظمى 100.
- سرية البيانات: في منصة المدرسة يدخل كل مستخدم بكلمة مرور (مصادقة)، ثم يحصل على صلاحيات تناسب دوره.
- الهرمية: شجرة المجلدات على حاسوبك تشبه قاعدة البيانات الهرمية؛ فكل مجلد داخل مجلد أب واحد.
ملاحظات مهمة
- وظيفتا السرية والتوافر تقابلان عنصري السرية والتوافرية في أمن المعلومات، وتكامل البيانات يقابل عنصر السلامة.
- قاعدة البيانات ليست أي ملف؛ فهي بيانات منظمة يديرها نظام يتيح البحث والمعالجة والمشاركة بأمان.
المفاهيم الأساسية
- قاعدة البيانات: بيانات منظمة يسهل البحث فيها ومعالجتها ومشاركتها.
- DBMS: نظام ينشئ قواعد البيانات ويشغلها ويديرها.
- وظائفه: التناسق، التكامل، الاستقلالية، السرية، التوافر.
- الأنواع: هرمية (شجرة)، شبكية، علائقية (جداول مرتبطة)، NoSQL (غير علائقية).
ملخص الدرس
قاعدة البيانات مجموعة منظمة من البيانات، ويديرها نظام إدارة قواعد البيانات الذي يحافظ على تناسقها وتكاملها واستقلاليتها وسريتها وتوافرها. وتتنوع قواعد البيانات حسب طريقة تنظيمها بين الهرمية والشبكية والعلائقية، إضافة إلى أنظمة NoSQL.
أسئلة للتدريب
- عرّف قاعدة البيانات، واذكر مثالين عليها.
- اذكر الوظائف الخمس لنظام إدارة قواعد البيانات.
- ما المقصود بتكامل البيانات؟ مثّل له.
- فرّق بين قاعدة البيانات الهرمية والعلائقية.
- ما NoSQL؟