پایگاه داده (Database): اساسی‌ترین عنصر در دنیای اطلاعاتی

داده‌های خوب، سنگ بنای هر عملکرد کارآمد در هر سازمان یا شرکت هستند. آنها امکان درک بهتر از فرآیندها و مشکلات موجود را فراهم می‌کنند و به تصمیم‌گیران کمک می‌کنند تا تصمیمات صحیح‌تری بگیرند. با گسترش حجم داده‌ها، مشکل بزرگی که شرکت‌ها با آن روبرو هستند، عدم توانایی در مرتب‌سازی و درک این داده‌ها است. به‌عبارت دیگر، درک و سازماندهی صحیح داده‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در اینجا، پایگاه داده یا دیتابیس وارد به‌عنوان یک راه‌حل عمل می‌شود.
چه کارمندی باشید که بصورت مستقیم با مشتری در تماس هستید، چه مدیر یا مدیر ارشد، درک درستی از پایگاه‌های داده به شما کمک خواهد کرد تا ساختار مناسبی را برای برآورده کردن نیازهای خود داشته باشید.
در این مقاله، ما توضیح خواهیم داد که پایگاه داده چیست و چگونه کار می‌کند. همچنین انواع مختلف پایگاه‌های داده موجود و نحوه استفاده از آنها را پوشش خواهیم داد. در نهایت، به محبوب‌ترین سیستم‌های مدیریت پایگاه داده در بازار خواهیم پرداخت.

پایگاه داده یا دیتابیس چیست؟

پایگاه داده (Database) مجموعه‌ای سازمان‌یافته از اطلاعات یا داده‌های ساختارمند است که به‌طور معمول به‌صورت الکترونیکی در سیستم کامپیوتری ذخیره می‌شود. دیتابیس معمولا توسط یک سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) کنترل می‌شود. اطلاعات و سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) همراه با برنامه‌های مرتبط با آنها به عنوان یک سیستم پایگاه داده شناخته می‌شوند، که اغلب به صورت مختصر به "پایگاه داده" اشاره می‌کنند.
در پایگاه‌های داده، دیتاها به‌صورت ساختارمند در جداول قرار می‌گیرند. جداول شامل سطرها (ردیف‌ها) و ستون‌ها هستند. هر ستون نوع خاصی از داده را نشان می‌دهد، مانند نام، آدرس، تاریخ و غیره. هر سطر شامل یک مجموعه از مقادیر داده است که به‌عنوان یک رکورد شناخته می‌شود. این ساختار ساده و سازماندهی شده، عملیاتی مانند جستجو، مرتب‌سازی و فیلترکردن داده‌ها را آسان می‌کند. به‌علاوه، با استفاده از پایگاه داده، می‌توان داده‌ها را به‌راحتی مدیریت، به‌روزرسانی و کنترل کرد.
اکثر پایگاه‌های داده از زبان استعلام ساختارمند (SQL) برای نوشتن و استعلام داده استفاده می‌کنند.

ساختار و اجزای اصلی پایگاه داده 

هر چند انواع مختلف پایگاه‌های داده در طرح، ساختار داده و انواع داده‌هایی که بهترین تطابق را با آن‌ها دارند، متفاوت هستند، اما همه آن‌ها از 5 جزء اساسی یکسان تشکیل شده‌اند. که شامل مفاهیمی مانند سخت‌افزار، نرم‌افزار، داده‌ها، زبان دسترسی به داده‌ها و رویه‌ها می‌شوند.

سخت‌افزار (Hardware)

این دستگاه شامل تجهیزات فیزیکی است که برای اجرای نرم‌افزار پایگاه داده استفاده می‌شود. این شامل کامپیوترها، سرورها و هارد درایوها است که امکان ذخیره سازی و پردازش داده‌ها را فراهم می‌کنند.

نرم‌افزار (Software)

نرم‌افزار پایگاه داده به کاربران امکان می‌دهد کنترلی بر روی پایگاه داده داشته باشند. این نرم‌افزار می‌تواند شامل سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) باشد که وظیفه مدیریت و کنترل پایگاه‌های داده را بر عهده دارد. این نرم‌افزارها همچنین قابلیت اجرای کوئری‌ها (استعلام‌ها) بر روی داده‌ها را فراهم می‌کنند و به کاربران امکان می‌دهند به‌راحتی با داده‌ها تعامل کنند و اطلاعات مورد نیاز خود را استخراج کنند.

داده‌ها (Data)

داده‌ها در دیتابیس اطلاعات خام و بدون ساختار هستند. برای اینکه داده‌ها قابل فهم و مفید باشند، مدیران پایگاه داده آنها را سازماندهی می‌دهند. این شامل تعریف ساختارها، روابط، قواعد و محدودیت‌ها برای داده‌ها است. با سازماندهی داده‌ها، اطلاعات مورد نیاز به راحتی قابل استخراج و مدیریت می‌شوند.

زبان دسترسی به داده (Data Access Language)

زبانی است که برای کنترل پایگاه داده و انجام عملیات مرتبط با داده‌ها استفاده می‌شود. این زبان می‌تواند شامل دستورات مختلفی باشد که برای استعلام داده‌ها، به‌روزرسانی داده‌ها، اضافه کردن و حذف کردن داده‌ها و غیره استفاده می‌شود. یکی از رایج‌ترین زبان‌های پایگاه داده SQL است.

روش‌ها (Procedures)

قوانینی هستند که تعیین می‌کنند چگونه پایگاه داده کار می‌کند و چگونه با داده‌ها برخورد می‌کند. این قوانین می‌توانند شامل روش‌های محاسباتی، الگوریتم‌ها، قواعد اعتبارسنجی و سایر قواعد سفارشی باشند. اجرای این روش‌ها باعث انجام عملیات مشخصی در دیتابیس می‌شود و رفتار و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

محبوب ‌ترین پایگاه داده در سال 2023

برای انتخاب دیتابیس مناسب برای کسب و کار خود، بهتر است با توجه به نیازها و الزامات خاص شرکت، به مقایسه میان پایگاه‌های داده مختلف بپردازید. در این مقایسه می‌توانید عواملی مانند عملکرد، قابلیت مقیاس‌پذیری، امنیت، پشتیبانی از زبان‌ها و استانداردها، هزینه و سازگاری با سیستم‌های موجود را در نظر بگیرید.

گزارش Stack Overflow نتایج خود را به 3 دسته تقسیم می‌کند: داده‌ها از تمام پاسخ‌دهندگان، توسعه‌دهندگان حرفه‌ای و دانشجویان. امتیازات به صورت متفاوتی توزیع شده‌اند، اما پایگاه‌های داده زیر براساس نظرات شرکت‌کنندگان به‌عنوان محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین پایگاه‌های داده شناخته شده‌اند.
•    MySQL
•    PostgreSQL
•    SQLite
•    MongoDB
•    Microsoft SQL Server
بر اساس این گزارش، حرفه‌ای‌ها، که احتمالا تجربه و تخصص بیشتری در زمینه توسعه دارند، PostgreSQL را بهترین راه‌حل برای پایگاه داده می‌دانند. از طرف دیگر، افرادی که در حال یادگیری SQL هستند، بیشتر به انتخاب MySQL می‌پردازند، که ممکن است به دلیل سادگی استفاده و محبوبیت آن در جامعه برنامه‌نویسی باشد. 

بهترین دیتابیس برای پایتون

امروزه جای تعجب نیست که زبان برنامه‌نویسی Python به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شده است، بنابراین انتخاب بهترین پایگاه داده برای پایتون که با آن سازگاری عالی داشته باشد، مهم است. در ادامه، 5 بهترین پایگاه داده برای Python که در سال 2023 عملکرد عالی دارند، آورده شده‌اند:
•    MySQL یک سامانه مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای متن‌باز است که با پایتون سازگاری خوبی دارد.
•    MongoDB یک سیستم پایگاه داده NoSQL مبتنی بر سند است که برای ذخیره سازی حجم بزرگی از داده‌ها مناسب است.
•    PostgreSQL یک نرم‌افزار سامانه مدیریت پایگاه داده شیء-رابطه‌ای متن‌باز است که برای برنامه‌های وب و تحلیل داده‌ها مناسب است.
•    SQLite یک سیستم مدیریت پایگاه داده SQL رابطه‌ای متن‌باز است که به خاطر سادگی و سبک بودنش شناخته شده است.
•    Redis یک فروشگاه ساختار داده in-memory متن‌باز است که به طور معمول با پایتون استفاده می‌شود.

10 پایگاه داده بزرگ که باید از آن‌ها آگاه باشید!

احتمالا به سایت‌هایی مانند ویکی‌پدیا و IMDb فکر می‌کنید، اما شاید همیشه به این حجم از دانش نیاز نداشته باشید یا به یک پایگاه داده جامع درباره سرگرمی‌ها نیاز نداشته باشید. گاهی اوقات نیاز به کمی تجربه VLDB (پایگاه داده بسیار بزرگ) دارید. یک چیزی که به تحلیل داده‌های شما طعم و رنگی تازه بدهد. یک چیزی که ابعاد "بزرگ" را به کلان داده شما ببخشد.
بزرگ‌ترین پایگاه داده دنیا شامل مجموعه‌های بسیار بزرگی از اطلاعات هستند و در زمینه‌های مختلفی مانند اقلیم، انرژی، ارتباطات، سرگرمی، تجارت الکترونیکی و اطلاعات سیاسی فعالیت می‌کنند. 
•    مرکز داده جهانی برای اقلیم (The World Data Centre for Climate)
•    مرکز مطالعات علمی تحقیقاتی انرژی ملی (National Energy Research Scientific Computing Center)
•    شرکت ارتباطات AT&T 
•    گوگل
•    شرکت ارتباطات Sprint که در سال 2020، با T-Mobile ادغام شده
•    دو شرکت مجزا ChoicePoint / LexisNexis که در حوزه اطلاعات و داده‌ها فعالیت می‌کنند.
•    یوتیوب
•    آمازون
•    سازمان اطلاعات مرکزی (CIA)
•    کتابخانه کنگره (Library of Congress)

تفاوت پایگاه داده و فایل

تفاوت اصلی بین سیستم فایل و سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) در روش سازماندهی و مدیریت داده‌ها است.
>>>> سیستم‌های فایل برای مدیریت فایل‌ها و پوشه‌ها استفاده می‌شوند و عملیات پایه‌ای ایجاد، حذف، تغییر نام و دسترسی به فایل‌ها را فراهم می‌کنند. به طور معمول، آنها داده‌ها را در یک ساختار سلسله‌مراتبی ذخیره می‌کنند، جایی که فایل‌ها در پوشه‌ها و زیرپوشه‌ها سازماندهی می‌شوند. سیستم‌های فایل ساده و کارآمد هستند، اما قابلیت مدیریت روابط داده‌های پیچیده و تضمین انسجام داده را ندارند.
>>>> از سوی دیگر، سیستم مدیریت پایگاه داده، نرم‌افزاری است که برای مدیریت حجم‌های بزرگی از داده‌های ساختاریافته طراحی شده است و عملیات پیشرفته‌ای را برای ذخیره، بازیابی و تغییر داده فراهم می‌کند. DBMS روشی متمرکز و سازماندهی شده برای ذخیره سازی داده‌ها ارائه می‌دهد که توسط کاربران یا برنامه‌های مختلف قابل دسترسی و تغییر است.
DBMS ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند اعتبارسنجی داده، ایجاد نمایه، معاملات، کنترل همروندی و مکانیزم‌های پشتیبان‌گیری و بازیابی ارائه می‌دهد. همچنین با اعمال محدودیت‌های داده‌ای مانند کلیدهای اصلی، کلیدهای خارجی و انواع داده‌ها، توانایی همسانی، دقت و صحت داده را تضمین می‌کند.
به‌طور خلاصه، سیستم‌های فایل مناسب برای مدیریت حجم کوچکی از داده‌های بدون ساختار هستند، در حالی که DBMS برای مدیریت حجم بزرگی از داده‌های ساختار یافته طراحی شده است و ویژگی‌های پیشرفته‌تری را برای تضمین صحت داده، امنیت و عملکرد ارائه می‌دهد.

کاربرد پایگاه داده

در هر جایی که نیاز به ذخیره و مدیریت بهینه داده وجود داشته باشد، استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده ضروری است. DBMS دارای برنامه‌های کاربردی متعددی است.

خلاصه کلام

پایگاه داده‌ها نقش بسیار مهمی در جهان مدرن اطلاعات ایفا می‌کنند. از تجارت‌های بزرگ گرفته تا سازمان‌های دولتی و افراد عادی، همه به داده‌ها نیاز دارند و پایگاه داده‌ها این امکان را فراهم می‌کنند که داده‌ها به بهترین شکل مدیریت شده و به اطلاعات باارزشی تبدیل شوند.

با توجه به تکنولوژی‌های پیشرفته و توسعه روز افزون پایگاه داده‌ها، امکانات و قابلیت‌های آنها نیز بهبود یافته و به کاربران امکانات بیشتری برای مدیریت و بهره‌برداری از داده‌ها ارائه می‌دهند. بنابراین، در دنیای مدرن، داشتن دانش و درک مناسب از دیتابیس برای همه حیاتی است و به بهبود عملکرد و تصمیم‌گیری‌های موثر کمک می‌کند.