حتما در زمان جستجو در یافتن پاسخ سوال بلاکچین چیست؟ با اصطلاح پایگاه داده یا دیتابیس مواجه شده اید و به دنبال آشنایی بیشتر با آن هستید. با خواندن این مقاله می‌توانید کاملا با مفهوم و تعریف دیتابیس آشنا شوید.
بیایید به بلاکچین از زاویه دیتابیس نگاه کنیم. در واقع بلاکچین بین نودهای یک شبکه کامپیوتری پایگاه داده توزیع شده را به اشتراک می‌گذارد. یک بلاکچین اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال در دیتابیس ذخیره می‌کند. بلاکچین‌ها به دلیل آنکه در سیستم‌های ارزهای دیجیتالی همانند بیت کوین توانسته است در حفظ امنیت رکورد و تراکنش ای غیر متمرکز معروف شود. نوآوری در بلاک چین این است که پایداری و امنیت رکورد داده‌ها را تضمین می‌کند و بدون نیاز به شخص ثالث قابل اعتماد کار می‌کند.
این مقاله به بررسی مزایا و معایب انواع پایگاه داده می‌پردازد. با خواندن این مقاله درک بهتری از روند ذخیره سازی داده در بلاکچین خواهید داشت.
فهرست مطالب
داده چیست؟
داده‌ها مجموعه‌ای از یک واحد کوچک مجزا از اطلاعات هستند. می‌توان از آن در اشکال مختلف مانند متن، اعداد، رسانه، بایت و غیره استفاده کرد. می‌توان آن را در روی کاغذ یا حافظه الکترونیکی و غیره ذخیره کرد.
داده به معنی “Data” از کلمه “datum” به معنای «یک تکه از اطلاعات» گرفته شده است. جمع کلمه datum است.
در محاسبات، داده‌ها اطلاعاتی هستند که می‌توانند به شکلی برای حرکت و پردازش کارآمد ترجمه شوند. داده‌ها قابل تعویض هستند.
پایگاه داده چیست؟
پایگاه داده یا همان database مجموعه‌ای سازمان یافته از داده‌هاست که به راحتی قابل دسترسی و مدیریت است.
می‌توانید داده‌ها را در جدول‌ها، ردیف‌ها، ستون‌ها سازماندهی کنید و آن‌ها را فهرست‌بندی کنید تا پیدا کردن اطلاعات مرتبط آسان‌تر شود.
کنترل کننده‌های پایگاه داده، یک دیتابیس را به گونه‌ای ایجاد می‌کنند که تنها یک مجموعه نرم افزار دسترسی به داده‌ها را برای همه کاربران فراهم می‌کند.
هدف اصلی آن این است که حجم زیادی از اطلاعات را از طریق ذخیره، بازیابی و مدیریت داده‌ها به کار گیرد.
کاربرد دیتابیس را می‌توان در وب سایت‌های پویا زیادی در شبکه جهانی وب دید، چرا که از طریق پایگاه‌های داده مدیریت می‌شوند. به عنوان مثال، مدلی که خالی بودن اتاق‌های یک هتل را بررسی می‌کند. این مدل، نمونه‌ای از یک وب سایت پویا است که از دیتابیس استفاده می‌کند.
پایگاه‌های داده بسیاری مانند MySQL، Sybase، Oracle، MongoDB، Informix، PostgreSQL، SQL Server و غیره در دسترس هستند. پایگاه داده‌های مدرن توسط سیستم مدیریت DBMS مدیریت می‌شوند.
SQL یا زبان کوئری ساختاریافته برای کار بر روی داده‌های ذخیره شده در دیتابیس استفاده می‌شود. SQL به جبر رابطهای و حساب رابطهای چندگانه وابسته است. یک ساختار استوانه‌ای که در زیر نمایش داده شده استفاده می‌کند.
تفاوت پایگاه داده معمولی و بلاکچین
ساختار داده از جمله تفاوت‌های اصلی پایگاه داده معمولی و یک بلاک چین است. بلاکچین اطلاعاتی را در قالب گروه‌ها جمع‌آوری کرده و در نهایت مجموعه‌ای از داده را در خود نگهداری می‌کند. هر بلوک ظرفیتی برای ذخیره‌سازی داده دارد که پس از پرشدن آن، بسته شده و سپس به بلوک دیگری متصل می‌شود. در این صورت می‌تواند زنجیره‌ای از داده‌ها را تشکیل دهد. این زنجیره داده با نام بلوک شناخته می‌شود. اطلاعات جدیدی که به بلوک تازه اضافه می‌شود، کامپایل شده و پس از پر شدن به زنجیره دیگری اضافه می‌شود.
اما دیتابیس از جدول ساختاری برای ذخیره داده استفاده می‌کند. در حالی که بلاکچین از بلوک داده برای اینکار استفاده می‌کند. این ساختار داده از یک جدول زمانی استفاده می‌کند با استفاده از ماهیت غیرمتمرکز بلاکچین ایجاد می‌شود. زمانی که یک بلوک پر شود، بسته می‌شود و بلوک جدیدی با جدول زمانی مشخص ایجاد می‌شود.
شما می‌توانید قیمت ارز دیجیتال را در سایت والکس مشاهده کنید.
بررسی سیر تکامل و انواع پایگاه داده به ترتیب ظهور
دیتابیس بیش از ۵۰ سال سیر تکاملی خود را از سیستم فایل مسطح به سیستم‌های رابطهای و اشیاء تکمیل کرده است. چندین نسل را پشت سر گذاشته است. در ادامه به بررسی و معرفی هر کدام از دوره‌ها می‌پردازیم:
۱. پایگاه داده مبتنی بر فایل
این نوع پایگاه داده در سال ۱۹۶۸ معرفی شد که داده‌ها در آن در یک فایل مسطح نگهداری می‌شدند. این ساختار در کنار مزیت‌هایی که دارد، محدودیت‌های بسیاری را نیز شامل می‌شود.
از مزیت‌های آن می‌توان به سیستم فایل که با روش‌های مختلف می‌توان به آن دسترسی داشت اشاره کرد. این روش‌ها شامل ترتیبی، نمایه سازی شده و تصادفی است.
این روش‌ها نیاز به برنامه نویسی گسترده در یک زبان نسل سوم مانند COBOL ،BASIC دارد.
۲. دیتابیس مدل داده سلسله مراتبی
۱۹۶۸-۱۹۸۰ عصر دیتابیس سلسله مراتبی بود. مدل سلسله مراتبی برجسته اولین DBMS IBM بود. این سیستم IMS (سیستم مدیریت اطلاعات) نام داشت. در این مدل، فایل‌ها به صورت والد/فرزند به هم مرتبط می‌شوند.
نمودار زیر مدل داده سلسله مراتبی را نشان می‌دهد. دایره کوچک نشان دهنده اشیاء است.
مانند سیستم فایل، این مدل نیز دارای محدودیت‌هایی مانند پیاده‌سازی پیچیده است. بنابراین به دلیل عدم استقلال ساختاری، به راحتی نمی‌تواند روابط چند به چند و غیره را مدیریت کند.
۳. پایگاه داده مدل داده شبکه
چارلز باخمن (Charles William “Charlie” Bachman) اولین DBMS را در هانیول به نام فروشگاه داده یکپارچه (IDS) توسعه داد. در اوایل دهه ۱۹۶۰ توسعه یافت، اما در سال ۱۹۷۱ توسط گروه CODASYL (کنفرانس زبان‌های سیستم‌های داده) استاندارد شد.
در این مدل، فایل‌ها به عنوان مالک و عضو، مانند مدل شبکه رایج، مرتبط هستند.
مدل داده شبکه شامل اجزاء زیر است:
- طرح واره شبکه (سازمان پایگاه داده)
- طرحواره فرعی (نمایش پایگاه داده به ازای هر کاربر)
- زبان مدیریت داده (رویه‌ای)
این مدل همچنین دارای محدودیت‌هایی مانند پیچیدگی سیستم هستند. به طوری که طراحی و نگهداری آن دشوار است.
۴. پایگاه داده رابطهای
۱۹۷۰ تا اکنون؛ این دوره را می‌توان عصر دیتابیس رابطهای و مدیریت آن نامید. در سال ۱۹۷۰ مدل رابطهای توسط E.F. Codd پیشنهاد شد. مدل دیتابیس رابطهای دارای دو اصطلاح اصلی به نام‌های instance و schema است.
instance یک جدول با سطر یا ستون است. Schema ساختاری مانند نام رابطه، نوع هر ستون و نام را مشخص می‌کند. این مدل از برخی مفاهیم ریاضی مانند نظریه مجموعه‌ها و منطق محمول استفاده می‌کند.
اولین اپلیکیشن دیتابیس اینترنتی در سال ۱۹۹۵ ایجاد شد. در دوران پایگاه داده رابطهای، مدل‌های بیشتری مانند مدل شی‌گرا (object-oriented model)، مدل رابطهای (object-relational model) و غیره معرفی شدند.
انواع روابط در database
چهار نوع رابطه در طراحی دیتابیس رابطهای وجود دارد:
- یک به یک: جایی که یک رکورد جدول به رکورد دیگری در جدول دیگر مربوط می‌شود
- یک به چند: جایی که یک رکورد جدول به چندین رکورد در جدول دیگر مربوط می‌شود
- چند به یک: جایی که بیش از یک رکورد جدول به رکورد جدول دیگری مربوط می‌شود
- چند به چند: جایی که چندین رکورد به بیش از یک رکورد در جدول دیگر مربوط می‌شود
این روابط وابستگی‌های عملکردی را در پایگاه داده تشکیل می‌دهند. برخی از نمونه‌های رایج پایگاه داده‌های رابطهای عبارتند از MySQL، Microsoft SQL Server، اوراکل و غیره.
۵. پایگاه داده ابری
پایگاه داده ابری یا Cloud به شما کمک می‌کند تا داده‌های ساختاریافته و بدون ساختار آن‌ها را از طریق یک پلتفرم ابری ذخیره، مدیریت و بازیابی کنید. این داده‌ها از طریق اینترنت قابل دسترسی هستند. پایگاه داده‌های ابری همچنین دیتابیس به عنوان سرویس (DBaaS) نامیده می‌شوند؛ زیرا به عنوان یک سرویس مدیریت شده ارائه می‌شوند.
برخی از بهترین گزینه‌های ابری عبارتند از:
- AWS (سرویس وب آمازون)
- محاسبات اسنوفالک
- خدمات ابری پایگاه داده اوراکل
- سرور SQL مایکروسافت
- آچار ابری گوگل
در ادامه به بررسی مزیت‌های پایگاه ابری می‌پردازیم:
هزینه‌های پایین تر
به طور کلی، شرکت‌ها نیازی به سرمایه گذاری در پایگاه‌های داده ندارد. بلکه با استفاده از database ابری می‌تواند یک یا چند مرکز داده را نگهداری و پشتیبانی کند.
خودکاربودن
دیتابیس‌های ابری با انواع فرآیندهای خودکار مانند بازیابی، خرابی و مقیاس خودکار تجهیز شده اند.
افزایش دسترسی
شما می‌توانید از هر مکان و در هر زمان به دیتابیس مبتنی بر ابر خود دسترسی داشته باشید. تنها چیزی که نیاز دارید اینترنت است.
۶. پایگاه داده NoSQL
NoSQL رویکردی برای طراحی پایگاه‌هایی است که می‌تواند مدل‌های داده‌ای متنوعی را در خود جای دهد. NoSQL مخفف «نه فقط SQL» است. در واقع، یک جایگزین برای پایگاه داده‌های سنتی رابطهای است که در آن داده‌ها در جداول قرار می‌گیرند و ساختار داده‌ها قبل از ساخته شدن دیتابیس کاملاً طراحی شده است. دیتابیس‌های داده NoSQL برای مجموعه بزرگی از داده‌های توزیع شده مفید هستند.
چند نمونه از سیستم NoSQL به همراه دسته بندی آن‌ها در زیر آمده است:
- MongoDB، CouchDB، Cloudant
- Memcached، Redis، Coherence
- HBase، Big Table، Accumulo
در ادامه مزایا وعایب NoSQL را بررسی می‌کنیم:
مقیاس پذیری بالا
NoSQL به دلیل مقیاس‌پذیری می‌تواند حجم وسیعی از داده‌ها را مدیریت کند. اگر داده‌ها رشد کنند، دیتابیس NoSQL آن را بزرگ می‌کند تا آن داده‌ها را به شیوه‌ای کارآمد مدیریت کند.
دسترس پذیری بالا
NoSQL از کپی خودکار پشتیبانی می‌کند. تکثیر خودکار آن را بسیار در دسترس می‌سازد زیرا در صورت بروز هر گونه خرابی، داده‌ها خود را به حالت قبلی باز می‌گرداند.
متن باز
NoSQL یک پایگاه منبع باز است، بنابراین هنوز استاندارد قابل اعتمادی برای NoSQL ندارد.
چالش مدیریت
مدیریت داده در NoSQL بسیار پیچیده‌تر از پایگاه داده‌های رابطهای است. نصب آن بسیار چالش برانگیز بوده و حتی مدیریت روزانه آن سخت‌تر می‌شود.
نبود رابط کاربری گرافیکی
ابزارهای رابط کاربری گرافیکی برای NoSQL به راحتی در بازار در دسترس نیستند.
پشتیبان‌گیری
پشتیبان‌گیری نقطه ضعف بزرگی برای پایگاه‌های داده NoSQL است. برخی از پایگاه‌های داده، مانند MongoDB، هیچ رویکرد قدرتمندی برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها ندارند.
۷. پایگاه‌های داده شی گرا
پایگاه داده‌های شی گرا حاوی داده‌هایی به شکل شی و کلاس هستند. اشیا موجودیت دنیای واقعی هستند و انواع مجموعه‌ای از اشیا هستند. دیتابیس شی گرا ترکیبی از ویژگی‌های مدل رابطهای با اصول شی گرا است. این نوع دیتابیس، یک پیاده سازی جایگزین برای مدل رابطهای خواهد بود.
این نوع قوانین برنامه نویسی شی گرا را دنبال می‌کنند. همچنین یک برنامه ترکیبی، سیستم مدیریت database شی گرا است.
مدل دیتابیس شی گرا حاوی ویژگی‌های زیر است:
ویژگی‌های برنامه نویسی شی گرا
- اشیاء
- کلاس‌ها
- وراثت
- پلی مورفیسم
- کپسوله سازی
ویژگی‌های پایگاه داده رابطهای
- اتمی بودن
- ثبات
- تمامیت
- دوام
- همزمانی
- پردازش پرس و جو
۸. پایگاه‌های داده گراف
گراف یک پایگاه داده NoSQL است که یک نمایش گرافیکی از داده‌ها است. این دیتابیس شامل گره‌ها و لبه‌هاست؛ یک گره نشان دهنده یک موجودیت است و هر لبه نشان دهنده رابطه بین دو موجودیت درنظر گرفته شده است. هر گره نیز یک شناسه منحصر به فرد دارد.
پایگاه داده‌های گراف برای جستجوی رابطه بین داده‌ها مفید هستند زیرا رابطه بین داده‌های مربوطه را متمایز می‌کنند.
دیتابیس‌های گراف زمانی بسیار مفید هستند که دارای یک رابطه پیچیده و طرح واره پویا باشد. بیشتر در مدیریت زنجیره تامین، شناسایی منبع تلفن IP استفاده می‌شود. حال که با انواع دیتابیس آشنا شدیم، نوبت به معرفی سیستم مدیریت آن رسیده است.
DBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده)
سیستم مدیریت پایگاه داده نرم افزاری است که برای ذخیره و بازیابی آن استفاده می‌شود. به عنوان مثال، Oracle، MySQL و غیره. اینها برخی از ابزارهای محبوب DBMS هستند.
- DBMS دسترسی به رابطی را فراهم می‌کند که برای انجام عملیات‌های مختلف مانند ایجاد، حذف، اصلاح و غیره استفاده می‌شود.
- DBMS به کاربر اجازه می‌دهد تا پایگاه داده‌های خود را بر اساس نیاز خود ایجاد کند.
- DBMS درخواست برنامه را می‌پذیرد و داده‌های خاصی را از طریق سیستم عامل ارائه می‌دهد.
- DBMS شامل گروهی از برنامه‌هاست که طبق دستور کاربر عمل می‌کنند.
اما مزایا و معایب DBMS چیست؟
افزونگی داده را کنترل می‌کند
تمام داده‌ها را در یک فایل پایگاه داده ذخیره می‌کند، بنابراین می‌تواند افزونگی داده‌ها را کنترل کند.
به اشتراک گذاری داده‌ها
یک کاربر مجاز می‌تواند داده‌ها را بین چندین کاربر به اشتراک بگذارد.
پشتیبان‌گیری
زیرسیستم پشتیبان گیری و بازیابی را فراهم می‌کند. این سیستم بازیابی داده‌های خودکار را از خرابی سیستم ایجاد می‌کند و در صورت نیاز داده‌ها را بازیابی می‌کند.
دسترسی به چندین رابط کاربری
DBMS دسترسی به نوع متفاوتی از رابطهای کاربری مانند رابط کاربری گرافیکی، رابطهای برنامه کاربردی را فراهم می‌کند.
سایز
فضای دیسک بزرگ و حافظه زیادی را اشغال می‌کند تا کارآمد اجرا شود.
هزینه
DBMS برای اجرای نرم افزار DBMS به یک پردازشگر داده با سرعت بالا و حافظه بزرگتر نیاز دارد، بنابراین هزینه بر است.
پیچیدگی
DBMS پیچیدگی و الزامات بیشتری ایجاد می‌کند.
RDBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای)
کلمه RDBMS به عنوان «سیستم مدیریت پایگاه داده رابطهای» نامیده می‌شود. به صورت جدولی نشان داده می‌شود که شامل سطر و ستون است.
RDBMS بر اساس مدل رابطهای است که توسط E. F. Codd معرفی شد.
یک پایگاه داده رابطهای شامل اجزای زیر است:
- جدول
- ضبط / تاپل
- نام فیلد/ستون/ویژگی
- نمونه، مثال
- طرحواره
- کلیدها
RDBMS یک DBMS جدولی است که امنیت، یکپارچگی، دقت و سازگاری داده‌ها را حفظ می‌کند.
کدام پایگاه داده برای شما مناسب است؟
در این مقاله به بررس دیتا بیس چیست و معرفی انواع آن پرداختیم اما باید بدانیم که کدام نوع مناسب کسب و کار ماست. کسب‌وکارهایی که نیازمندی‌های دیتابیس ساده هستند، اغلب از ابزارهای اداری استاندارد، مانند صفحات گسترده استفاده می‌کنند. با این حال، اگر از حجم داده زیادی دارید یا نیازهای تجاری پیچیده‌ای دارید، ممکن است لازم باشد سیستم‌های دیتابیس توانمندتری را در نظر بگیرید که عملکرد بهتری ارائه می‌دهند. نکاتی را بیابید که به شما در تصمیم گیری بهترین پایگاه داده برای کسب و کار شما کمک کند.
