تحقیق در مورد مدیریت پایگاه داده

این مقاله به بررسی سیر تحول، انواع ساختارها و ویژگی های اصلی در مدیریت پایگاه داده از مدل های اولیه تا سیستم های رابطه ای و پیمایشی می پردازد.

مقدمه:
مدیریت پایگاه داده به عنوان یکی از ستون های اصلی فناوری اطلاعات، نقشی کلیدی در ساختاردهی، ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات در سیستم های رایانه ای دارد. از نخستین روزهای به کارگیری محاسبات الکترونیکی، نیاز به سازماندهی داده ها احساس شد و این امر زمینه ساز شکل گیری سیستم های اولیه ای گردید که با ساختارهای ساده و اهداف خاص طراحی می شدند. این سیستم ها معمولاً به صورت سفارشی پیاده سازی می شدند و کارکرد آن ها محدود به محیط ها و پایگاه های داده خاص بود.

در دهه های ابتدایی، پایگاه های داده بیشتر با رویکرد پیمایشی توسعه یافتند. این رویکرد مبتنی بر استفاده از اشاره گرها برای دسترسی به رکوردهای اطلاعاتی بود. برای دسترسی به داده های خاص، برنامه نویسان ناچار به پیمایش گام به گام در ساختار داده ها بودند. ساختارهایی مانند مدل شبکه ای و مدل سلسله مراتبی، پایه گذار طراحی های اولیه پایگاه های داده پیمایشی به شمار می رفتند. شرکت هایی نظیر IBM نیز سیستم هایی چون IMS را توسعه دادند که در قالب این مدل ها فعالیت می کرد.

با افزایش تقاضا برای ذخیره سازی داده های متنوع و رشد نیاز به بازیابی سریع تر اطلاعات، ضعف های مدل های اولیه بیش از پیش نمایان شد. به ویژه در جستجوهای ساده که به دلیل نبود ابزارهای پرس و جو (Query) مناسب، فرآیند برنامه نویسی زمان بر و پیچیده ای را می طلبید. به عنوان مثال، برای بازیابی تمام رکوردهای مربوط به افراد ساکن یک کشور خاص، نیاز به برنامه نویسی دستی و پیمایش کل مجموعه داده ها بود.

تحولی اساسی در این حوزه با معرفی مدل رابطه ای توسط ادگار کاد در اوایل دهه ۱۹۷۰ رقم خورد. این مدل به جای تکیه بر اشاره گرهای پیمایشی، داده ها را در قالب جداول با ساختار منظم ذخیره می کرد. هر جدول دارای ردیف ها و ستون هایی با طول ثابت بود و امکان سازماندهی داده ها را به شکلی بهینه تر و ساده تر فراهم می نمود. این رویکرد باعث افزایش انعطاف پذیری در طراحی بانک های اطلاعاتی شد.

مزیت عمده مدل رابطه ای، جدا کردن داده ها در جداول مرتبط به یکدیگر بود. به جای ذخیره تمام اطلاعات در یک رکورد بزرگ، داده ها به جداول کوچک تری تفکیک می شدند؛ برای مثال، اطلاعات مربوط به اسامی، نشانی ها، و اطلاعات تماس در جداول مجزا نگهداری می شد. این طراحی امکان بهینه سازی فضای ذخیره سازی و کاهش افزونگی اطلاعات را فراهم می کرد.

در مدل های پیمایشی، عدم وجود عناصر داده ای در برخی رکوردها منجر به اتلاف فضا می شد. اما در ساختار رابطه ای، با حذف داده های اختیاری از جدول اصلی و ذخیره آن ها در جداول مستقل، این مشکل برطرف گردید. همچنین عملیات هایی چون جستجو، به روز رسانی و حذف داده ها نیز در این مدل، به کمک زبان هایی چون SQL با سرعت و دقت بیشتری صورت می گیرد.

پایگاه های داده در طول سال ها به انواع مختلفی تقسیم شده اند که شامل پایگاه های پیمایشی، رابطه ای، شی گرا، شبکه ای و چند بعدی هستند. هر یک از این مدل ها متناسب با نیازهای خاص طراحی و پیاده سازی شده اند. از جمله پایگاه های چند بعدی که برای تحلیل های پیچیده در محیط های تصمیم سازی مورد استفاده قرار می گیرند و مدل های شی گرا که قابلیت تعریف داده های پیچیده تر را فراهم می سازند.

با توسعه فناوری، سیستم های مدیریت پایگاه داده به ابزاری پیشرفته برای نگهداری داده های پایدار در سازمان ها و موسسات تبدیل شده اند. این سیستم ها علاوه بر ذخیره و بازیابی اطلاعات، امکان کنترل همزمانی، پشتیبان گیری و امنیت داده ها را نیز فراهم کرده اند. رشد سریع فناوری های مبتنی بر داده، نیاز به طراحی های دقیق تر در مدیریت پایگاه داده را بیش از پیش پررنگ ساخته است.