سه شنبه , آبان ۱ ۱۳۹۷
خانه / تحقیقات و مقالات / انواع بانک اطلاعاتی

انواع بانک اطلاعاتی

موضوع :انواع بانکهای اطلاعاتی

 

تعریف بانک اطلاعاتی:
مجموعه ای است از داده های ذخیره شده به صورت مجتمع و مبتنی بر یک ساختار تعریف شده به طور صوری، با حداقل افزونگی، تحت کنترل متمرکز، مورد استفاده یک یا چند کاربر،به طور اشتراکی و همزمان.

پایگاه  های داده به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند :

۱- پایگاه داده ی سلسله مراتبی

۲- پایگاه داده ی شبکه ای

۳-  پایگاه داده ی رابطه ای

پایگاه داده ی سلسله مراتبی

در پایگاه داده سسله مراتبی رتبه بندی و مرتب کردن اطلاعات از طریق اولویت بندی است. شاید بهترین مثال برای درک وتصور این مطلب و این گروه از ارتباطات ، یک درخت است ، در این درخت یک جدول تکی به صورت ریشه  (root) پایگاه داده عمل میکند و دیگر جداول پایگاه داده از آن به صورت شاخه شاخه منشعب میشوند.

 به عبارت دیگر در این مدل اطلاعات در درختی دسته بندی میشود که سلسله مراتبی از قطعات والد و فرزند(مولود) را داراست. این ساختار یک رکورد با قابلیت تکرار اطلاعات (بطور کلی در قطعه اطلاعات فرزند/مولود)ایجاد میکند.اطلاعات در یک سری از رکوردها قرار دارد .مقدار این رکوردها تنظیم شده و به آن وابسته است که بخصوص تمام موارد رکورد های ضمیمه را در نوعی از رکورد جمع آوری میکند.این نوع رکورد معادل جدولهای مدل رابطه ای است و با رکوردهای تکی ردیف های مساوی میسازد.
برای ایجاد پیوند و ارتباط میان انواع رکوردها پایگاه داده مدل سلسله مراتبی از روابط والد / فرزند(مولود)بهره میبرد و این عمل همانند مدل پایگاه داده رابطه ای که در آن از یک تئوری ریاضی استفاده شده است با استفاده از درخت انجام می‌شود.

پایگاه داده مدل سلسله مراتبی دارای یک سری معایب جدی است. اول اینکه شما نمیتوانید یک رکورد به جدول فرزند اضافه کنید تا زمانی که  با جدول والد یکی بشود.و این مسئله میتواند مشکل ساز باشد اگر برای مثال شما بخواهید یک دانشجو را که هنوز ثبت نام نکرده رااضافه کنید. از آن طرف  پایگاه داده سلسله مراتبی در داخل پایگاه داده اطلاعات راکد و تکراری ایجاد میکند.تصور کنید  یک سیستم پایگاه داده در سطوح بسیار بالا مسیرهای چند گانه ای را شامل شود، در این حالت در آن جا ممکن است اطلاعات حشو ایجاد شده باشدچراکه دانشجویان باید در چند رشته یا واحد ثبت نام کنند. در نتیجه هر درخت رشته بایداطلاعات زائد دانشجویان را داشته باشد.اطلاعات حشو به این دلیل ایجاد میشوند که پایگاه داده مدل سلسله مراتبی رابطی برای ارتباط یک به چند است ولی برای ارتباط چند به چند اینگونه نیست ، زیرا فرزندان/مولودها باید همواره یک والد داشته باشند.در هر صورت در حالات مختلف شما میخواهید یک فرزند/مولود بتواند بابیش از یک والد ارتبط داشته باشد.برای نمونه ارتباط دانشجو و کلاس یک ارتباط چند به چند است ، نه تنها یک دانشجو میتواند مبحث زیادی را برگزیند بلکه  یک مبحث میتواند بوسیله دانشجویان زیادی برگزیده شود.
اگرچه می شد در پایگاه داده های چندگانه با ایجاد لینک های منطقی بین والد و مولود این مشکل را حل کرداما تثبیت آن مشکل است.

 

 

پایگاه داده ی شبکه ای

پایگاه داده مدل شبکه ای برای رفع مشکلات بسیار جدی مدل سلسله مراتبی به راه ها و روشهای مختلفی طراحی شد.بخصوص که مدل شبکه ای مشکلات داده های حشو و زائد را نسبت به مدل سلسله مراتبی حل نمود.
سرچشمه این مدل در کنفرانس سیستم های زبانهای اطلاعات بود که توسط گروه  data base task group مورد بررسی و طراحی قرار گرفت و برای جایگزینی مدل سلسله مراتبی ساخته شد.
پایگاه داده مدل شبکه ای بسیار شبیه مدل سلسله مراتبی است در واقع می‌توان مدل سلسله مراتبی را زیر مجموعه مدل شبکه ای به حساب آورد ، اما  به هر حال مدل شبکه ای به جای استفاده از والد تکی درخت سلسله مراتبی ، از یک تئوری دیگر استفاده میکند . در این روش یک درخت مانند مدل سلسله مراتبی ایجاد میکند با این تفاوت که جدولهای مولود میتوانند بیش از یک والد داشته باشند. این خصوصیت مدل شبکه ای را قادر به پشتیبانی از ارتباطات چند به چند میکند.
یک پایگاه داده مدل شبکه ای در نگاه اول شبیه به پایگاه داده مدل سلسله مراتبی است از این جهت که شما آن را به صورت یک درخت میبینید.در هر صورت چیزی که در این نوع پایگاه داده به نظر میرسد تعداد زیادی درخت است که شاخه هایشان را به اشتراک نهاده اند،درنتیجه فرزندان میتوانند چندین والد و والد ها میتوانند چندین مولود داشته باشند.
وقتی به این قضیه عمیق تر بنگریم میبینیم که ابزار استفاده و نگهداری این مدل مشکل بوده واجرا و بکار گیری آن بوسیله برنامه نویسان ترجیح داده میشود تا کاربران عادی ، و چیزی در این مدل نیاز بود تا توسط کاربر نهایی برای حل مسائل واقعی استفاده شود . این مسئله کمبود  این روش است.

 

پایگاه داده رابطه ای

پایگاه داده رابطه ای، به آن دسته از پایگاه‌های داده اطلاق می‌شود که بر اساس مدل رابطه‌ای طراحی و ایجاد شده باشند. پس از پایگاه‌های داده‌ای سلسله مراتبی و شبکه‌ای، که هر یک دارای ضعف‌هایی بودند، متخصصان در جستجوی مدلی بودند که دارای ساختار داده‌ای با انتزاع قوی ابداع گردید. مدل رابطه‌ای در سال ۱۹۷۰ توسط ادگار کاد مطرح شد. این مدل دارای ساختار داده‌ای با انتزاع قوی بوده و اساساً ساختار داده‌ای در آن بر اساس یک مفهوم ریاضی بنام رابطه استوار است. در اینجا لازم است به این نکته توجه شود که مفهوم رابطه با مفهوم ریاضی آن تاحدودی متفاوت است

در پایگاه داده رابطه‌ای بالاخص در محیط انتزاعی مورد استفاده کاربر، رابطه نمایشی جدولی دارد و اساساً پایگاه داده رابطه‌ای مجموعه‌ای است از تعدادی نوع جدول. مفاهیم ساختار جدولی عبارتند از: سطر، جدول و ستون

هر جدول از نظر محتوای داده‌ای مجموعه‌ای است از نمونه‌های متمایز از انواع سطرها و هر سطر نیز مجموعه‌ای از مقادیر است که هر کدام از یک مجموعه برگرفته شده‌اند. به هر یک از عناصر سطر یک ستون گویند. لازم به ذکر است که در ساختار جدولی، تنها عنصر ساختاری اساسی همین مفهوم نوع جدول است

تناظر بین اجزا مفهوم رابطه و جدولی در داده‌های رابطه‌ای

اجزا مفهوم رابطه

اجزا مفهوم جدولی

رابطه

جدول

تاپل

سطر

صفت

ستون

دامنه

مجموع مقادیر ستون

درجه

تعداد ستون‌ها

کاردینالیتی

تعداد سطرها

نکته قابل توجه این است که مفاهیم جدول و رابطه تا حدود زیادی به یکدیگر نزدیک بوده و در مواردی به اشتباه بجای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع دیگر پایگاه داده

چند نوع پایگاه داده ی دیگر هم وجود دارد که البته رواج چندانی ندارند :

پایگاه داده‌های چند بعدی

پایگاه داده‌های رابطه‌ای توانست به سرعت بازار را تسخیر کند، هرچند کارهایی نیز وجود داشت که این پایگاه داده‌ها نمی‌توانست به خوبی انجام دهد. به ویژه به کارگیری کلیدها در چند رکورد مرتبط به هم و در چند پایگاه داده مشترک، کندی سیستم را موجب می‌شد. برای نمونه برای یافتن نشانی کاربری با نام دیوید، سیستم رابطه‌ای باید نام وی را در جدول کاربر جستجو کند و کلید اصلی را بیابد و سپس در جدول نشانی‌ها، دنبال آن کلید بگردد. اگر چه این وضعیت از نظر کاربر، فقط یک عملیات محسوب می‌شود، اما به جستجو درجداول نیازمند است که این کار پیچیده و زمان بر خواهد بود. راه کار این مشکل این است که پایگاه داده‌ها اطلاعات صریح درباره ارتباط بین داده‌ها را ذخیره نماید. می‌توان به جای یافتن نشانی دیوید با جستجو ی کلید در جدول نشانی، اشاره‌گر به داده‌ها را ذخیره نمود. در واقع، اگر رکورد اصلی، مالک داده باشد، در همان مکان فیزیکی ذخیره خواهد شد و از سوی دیگر سرعت دسترسی افزایش خواهد یافت. چنین سیستمی را پایگاه داده‌های چند بعدی می‌نامند. این سیستم در هنگامی که از مجموعه داده‌های بزرگ استفاده می‌شود، بسیار سودمند خواهد بود. از آنجاییکه این سیستم برای مجموعه داده‌های بزرگ به کار می‌رود، هیچگاه در بازار به طور مستقیم عمومیت نخواهد یافت.

پایگاه داده‌های شی گرا

اگر چه سیستم‌های چند بعدی نتوانستند بازار را تسخیر نمایند، اما به توسعه سیستم‌های شی گرا منجر شدند. این سیستم‌ها که مبتنی بر ساختار و مفاهیم سیستم‌های چند بعدی هستند ، به کاربر امکان می‌دهند تا اشیاء را به طور مستقیم در پایگاه داده‌ها ذخیره نماید. بدین ترتیب ساختار برنامه نویسی شیء گرا (object oriented ) را می‌توان به طور مستقیم و بدون تبدیل نمودن به سایر فرمت‌ها ، در پایگاه داده‌ها مورد استفاده قرار داد. این وضعیت به دلیل مفاهیم مالکیت در سیستم چند بعدی ، رخ می‌دهد. در برنامه شی گرا، یک شی خاص “مالک ” سایر اشیا در حافظه است، مثلاً دیوید مالک نشانی خود می‌باشد. در صورتی که مفهوم مالکیت در پایگاه داده‌های رابطه‌ای وجود ندارد.

 

درباره‌ رضا رمضانی

رضا رمضانی

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*