پایگاه داده‌ها چیست؟
دادگاه (پایگاه داده‌ها یا بانک اطلاعاتی) به مجموعه‌ای از اطلاعات با ساختار منظم وسامانمند گفته می‌شود. این پایگاه‌های اطلاعاتی معمولاً در قالبی که برای دستگاه‌ها ورایانه‌ها قابل خواندن و قابل دسترسی باشند ذخیره می‌شوند. البته چنین شیوه ذخیره‌سازی اطلاعات تنها روش موجود نیست و شیوه‌های دیگری مانند ذخیره‌سازی ساده درپرونده‌ها نیز استفاده می‌گردد. مسئله‌ای که ذخیره سازی داده‌ها در دادگان را مؤثرمی‌سازد وجود یک ساختار مفهومی است برای ذخیره سازی و روابط بین داده‌ها است.پایگاه داده در اصل مجموعه‌ای سازمان یافته از اطلاعات است. این واژه از دانش رایانه‌سرچشمه می‌گیرد، اما کاربر وسیع و عمومی نیز دارد، این وسعت به اندازه‌ای است که‌مرکز اروپایی پایگاه داده (که تعاریف خردمندانه‌ای برای پایگاه داده ایجاد میکند) شامل‌تعاریف غیر الکترونیکی برای پایگاه داده می‌باشد. در این نوشتار به کاربردهای تکنیکی‌برای این اصطلاح محدود می‌شود. یک تعریف ممکن این است که: پایگاه داده مجموته‌ای ازرکوردهای ذخیره شده در رایانه با یک روش سیستماتیک (اصولی) مثل یک برنامه‌رایانه‌ای است که می‌تواند به سؤالات کاربر پاسخ دهد. برای ذخیره و بازیابی بهتر، هررکورد معمولاً به صورت مجموعه‌ای از اجزای داده‌ای یا رویداها سازماندهی می‌گردد.بخش‌های بازیابی شده در هر پرسش به اطلاعاتی تبدیل می‌شود که برای اتخاذ یک‌تصمیم کاربرد دارد. برنامه رایانه‌ای را که برای مدیریت و پرسش و پاسخ بین پایگاه‌های‌داده‌ای استفاده می‌شود را مدیر سیستم پایگاه داده‌ای یا به اختصار (DBMS) می‌نامیم.خصوصیات و طراحی سیستم‌های پایگاه داده‌ای در علم اطلاعات مطالعه می‌شود. مفهوم‌اصلی پایگاه داده این است که پایگاه داده مجموعه‌ای از رکوردها یا تکه‌هایی از یک شناخت‌است. نوعاً در یک پایگاه داده توصیف ساخت یافته‌ای برای موجودیت‌های نگه‌داری شده‌در پایگاه داده وجود دارد: این توصیف با یک الگو یا مدل شناخته می‌شود. مدل توصیفی،اشیا پایگاه‌های داده و ارتباط بین آنها را نشان می‌دهد. روش‌های متفاوتی برای‌سازماندهی این مدل‌ها وجود دارد که به آنها مدل‌های پایگاه داده گوییم. پر کاربردترین‌مدلی که امروزه بسیار استفاده می‌شود، مدل رابطه‌ای است که به طور عام به صورت زیرتعریف می‌شود: نمایش تمام اطلاعاتی که به فرم جداول مرتبط که هریک از سطرها وستونها تشکیل شده است (تعریف حقیقی آن در علم ریاضیات بررسی می‌شود). در این‌مدل وابستگی‌ها به کمک مقادیر مشترک در بیش از یک جدول نشان داده می‌شود.مدل‌های دیگری مثل مدل سلسله مراتب و مدل شبکه‌ای به طور صریح‌تری ارتباط‌ها رانشان می‌دهند. در مباحث تخصصی‌تر اصلاح دادگان یا پایگاه داده به صورت مجموعه‌ای‌از رکوردهای مرتبط با هم تعریف می‌شود. بسیاری از حرفه‌ای‌ها مجموعه‌ای از داده‌هایی‌با خصوصیات یکسان به منظور ایجاد یک پایگاه داده‌ای یکتا استفاده می‌کنند. معمولاًDBMSها براساس مدل‌هایی که استفاده می‌کنند تقسیم‌بندی می‌شوند: ارتباطی، شی‌گرا،شبکه‌ای و امثال آن. مدل‌های داده‌ای به تعیین زبانهای دسترسی به پایگاه‌های داده‌علاقه‌مند هستند. بخش قابل توجهی از مهندسی DBMS مستقل از مدل‌های می‌باشد و به‌فاکتورهایی همچون اجرا، همزمانی، جامعیت و بازیافت از خطاهای سخت‌افزاری وابسته‌است. در این سطح تفاوت‌های بسیاری بین محصولات وجود دارد. موارد زیر به صورت‌خلاصه شرح داده می‌شود:
1- تاریخچه پایگاه داده
2- انواع دادگان‌ها
3- مدل‌های پایگاه داده
1-3- مدل تخت
2-3- مدل شبکه‌ای (Network)
3-3- مدل رابطه‌ای
4-3- پایگاه داده‌های چند بعدی
5-3- پایگاه داده‌های شی‌ء
4- ویژگی‌های سیستم مدیریت پایگاه داده‌ها
5- فهرست سیستم‌های متداول مدیریت دادگان
1- تاریخچه پایگاه داده:
اولین کاربردهای اصطلاح پایگاه داده به June 1963 باز می‌گردد، یعنی زمانی که شرکتSystem Development Corporation مسئولیت اجرایی یک طرح به نام «توسعه ومدیریت محاسباتی یک پایگاه داده‌ای مرکزی» را برعهده گرفت. پایگاه داده به عنوان یک‌واژه واحد در اوایل دهه 70 در اروپا و در اواخر دهه 70 در خبرنامه‌های معتبر آمریکایی به‌کار رفت. (بانک داده‌ای یا Databank در اوایل سال 1966 در روزنامه واشنگتن کار رفت)تصویر: اولین سیستم مدیریت پایگاه داده در دهه 60 گسترش یافت. از پیشگامان این‌شاخه چارلز باخمن می‌باشد. مقالات باخمن این را نشان داد که فرضیات او کاربرد بسیارمؤثرتری برای دسترسی به وسایل ذخیره سازی را محیا میکند. در آن زمانها پردازش‌داده برپایه کارت‌های منگنه و نوارهای مغناطیسی بود که پردازش سری اطلاعات را مهیامی‌کند. دو نوع مدل داده‌ای در آن زمانها ایجاد شد CODASYL موجب توسعه مدل‌شبکه‌ای شد که ریشه در نظریات باخمن داشت و مدل سلسله مراتبی که توسط NorthAmerican Rockwell ایجاد شد و بعداً با اقتباس از آن شرکت IBM محصول IMS راتولید نمود. مدل رابطه‌ای توسط E.F.Codd در سال 1970 ارائه شد. او مدل‌های موجود رامورد انتقاد قرار می‌داد. برای مدتی نسبتاً طولانی این مدل در مجامع علمی مورد تأیید بود.اولین محصول موفق برای میکروکامپیوترها dBASE بود که برای سیستم عامل‌هایCP/M و PC-DOS/MS-DOS ساخته شد. در جریان سال 1980 پژوهش بر روی مدل‌توزیع شده (distributed database) و ماشین‌های دادگانی (database machines)متمرکز شد. اما تأثیر کمی بر بازار گذاشت. در سال 1990 توجهات به طرف مدل شی‌گرا(object - oriented databases) جلب شد. این مدل جهت کنترل داده‌های مرکب لازم بودو به سادگی بر روی پایگاه داده‌های خاص، مهندسی داده (شامل مهندسی نرم‌افزار منابع)و داده‌های چند رسانه‌ای کار می‌کرد. در سال 2000 نوآوری تازه‌ای رخ داد و دادگان اکس‌ام ال (XML) به وجود آمد. هدف ای مدل از بین بردن تفاوت بین مستندات و داده‌ها است وکمک میکند که منابع اطلاعاتی چه ساخت یافته باشند یا نه در کنار هم قرار گیرند.
2- انواع دادگان‌ها:
دادگان‌ها از نظر ساختار مفهومی و شیوه‌ای رفتار با داده‌ها بر دو نوع هستند:
1- دادگان رابطه‌ای
2- دادگان شی گرا
3- مدل‌های پایگاه داده
شگرهای مختلفی برای مدل‌های داده‌ای وجود دارد. بیشتر سیستم‌های پایگاه داده‌ای‌هرچند که به طور معمول بیشتر از یک مدل را مورد حمایت قرار می‌دهند. حول یک مدل‌مشخص ایجاد شده‌اند. برای هریک از الگوهای منطقی (logical model) اجراهای فیزیکی‌مختلفی قابل پیاده شدن است و سطوح کنترل مختلفی در انطباق فیزیکی برای کاربران‌محیا میکند. یک انتخاب مناسب تأثیر مؤثری بر اجرا دارد. مثالی از موارد الگوی رابطه‌ای(relational model) است: همه رویدادهای مهم در مدل رابطه‌ای امکان ایجاد نمایه‌هایی‌که دسترسی سریع به سطرها در جدول را می‌دهد، فراهم می‌شود. یک مدل داده‌ای تنهاشیوه ساختمان بندی داده‌ها نیست بلکه معمولاً به صورت مجموه‌ای از عملیات‌ها که‌می‌تواند روی داده‌ها اجرا شود تعریف می‌شوند. برای مثال در مدل رابطه‌ای عملیاتی‌همچون گزینش (selection)، طرح‌ریزی (projection) و اتصال (join) تعریف می‌گردد.