داده

داده (data) داراي تعاريف مختلفي است، به طور کلي داده ها کلمات و ارزش هاي واقعي هستند که از طريق مشاهده و تحقيق بدست مي آيند، به عبارت ديگر داده نمودي از وقايع، معلومات، رخدادها، پديده ها و مفاهيم مي باشد.
در محاسبات، داده به اطلاعي گفته مي شود که به شکلي مناسب براي انتقال و پردازش ترجمه شود. در کامپيوتر و رسانه هاي ارتباطاتي امروزي داده به شکل باينري تبديل مي شود. بنابراين داده يک نمايش باينري از يک موجوديت منطقي ذخيره شده در حافظه کامپيوتر است.
از نظر ساختاري داده به مقادير صفت خاصه انواع موجوديت ها اتلاق مي شود.
ريشه کلمه داده از عبارت لاتين datum گرفته شده که به معني اطلاع است. و data فرم جمع آن است. اما datum بندرت استفاده مي شود و اکثرا ترجيح مي دهند data را به صورت يک کلمه مفرد استفاده کنند.

اطلاع

اطلاع (information) مفهومي است که براي گيرنده آن قابل درک بوده و با دانستن آن مي تواند براي حل يک مسئله تصميم گيري يا ارزيابي کند.
وقتي اطلاع وارد کامپيوتر شده ذخيره مي گردد به داده تبديل مي شود. بعد از پردازش، داده خروجي مجددا به عنوان اطلاع دريافت مي شود.
وقتي اسم صفت خاصه و مقدار منسوب به آن در دست باشند اطلاعي در مورد موجوديت حاصل مي شود.
هنگاميکه اطلاعات در يک بسته خاص قرار مي گيرند و براي درک موضوعي يا انجام کاري استفاده مي شود به دانش (knowledge) تبديل مي شود.

موجوديت

موجوديت (entity) مفهوم کلي پديده، شيء يا فردي است که در مورد آن مي خواهيم اطلاع داشته باشيم و در کامپيوتر ذخيره کنيم.
هر نوع موجوديت داراي مجموعه اي از صفات خاصه (attribute) است که ويژگي جداکننده يک نوع موجوديت از نوع ديگر محسوب مي شود.
مثال. اگر در نظر داريم يک سيستم پايگاه داده براي يک دبيرستان پياده سازي کنيم مواردي چون دانش آموزان، دبيران، دروس، کلاس ها و غيره جزء موجوديت هاي سيستم به شمار مي روند.
مثال. موجوديت دانشجو در سيستم دانشگاه مي تواند داراي صفات خاصه: نام، نام خاوادگي، سن، سال تولد، رشته تحصيلي، سال ورود و ... باشد و يا موجوديت درس صفات خاصه: کد درس، نام درس و تعداد واحد ‎

پايگاه داده

يک بانک اطلاعاتي يا پايگاه داده (database) مجموعه اي سازمان يافته و بدون افزونگي از داده هاي مرتبط به هم است که مي تواند توسط سيستم هاي کاربردي مختلف به اشتراک گذاشته شود و به راحتي دسترسي، مديريت و بهنگام شود.
وقتي داده به صورت پايگاه داده سازماندهي مي شود، کاربر و برنامه نويس نيازي به دانستن جزئيات ذخيره سازي داده ندارند. علاوه براين داده مي تواند بدون تاثير روي اجزاي ديگر سيستم تغيير کند. براي مثال از اعداد حقيقي به صحيح، از يک ساختار فايل به ديگري يا از دستگاه ذخيره سازي نوري به مغناطيسي تغيير کند.

ويژگي هاي داده در پايگاه داده

ويژگي هائي که داده در پايگاه داده بايد داشته باشند در ليست زير آمده است:

1. اشتراکي شدن (shared)

• داده در پايگاه داده بين چندين کاربر و برنامه کاربردي به اشتراک گذاشته مي شود.

2. ماندگاري(persistence)

• وقتي داده در پايگاه داده ذخيره شد پايدار است و از بين نمي رود، مگر آنکه توسط سيستم پايگاه داده تغيير کند.

3. امنيت (security)

• داده در پايگاه داده از فاش شدن، تغيير و تخريب بدون مجوز محافظت مي شود. مدير سيستم توسط سطوح دسترسي و قيدهاي امنيتي نحوه دستيابي به داده را تعريف مي کند و اطمينان مي دهد که دستيابي از طريق مناسب انجام مي شود.

4. اعتبار (validity)

• يا جامعيت (integrity) و يا صحت(correctness) به درستي داده در پايگاه داده نسبت به موجوديت دنياي واقعي معتبر اشاره دارد. مثلا موجودي بانک نبايد منفي باشد.

5. سازگاري (consistency)

• داده در پايگاه داده با مقدار واقعي داده در دنياي خارج سازگار است. وقتي يک فقره اطلاع در بيش از يک نقطه ذخيره شود و لازم باشد بهنگام شود، اگر بهنگام سازي در همه نقاط انجام نشود ناسازگاري ايجاد مي شود.

6. کاهش افزونگي (non redundancy)

• داده در پايگاه داده داراي حداقل افزونگي است. افزونگي به اين معناست که هيچ دو فقره داده در بانک معرف يک موجوديت در دنياي خارج نباشد.

7. استقلال (independence)

• تغييردر نمايش فيزيکي، تکنيک هاي دستيابي و سازماندهي داده تاثيري روي برنامه هاي کاربردي ندارد.

روش هاي ذخيره داده

دو روش کلي براي ذخيره و بازيابي خودکار داده ها وجود دارد: سيستم فايلي ساده و سيستم پايگاه داده

سيستم فايلي (file system)

در اين روش، داده ها در فايل هاي مجزا قرار گرفته و سيستم هاي جداگانه اي به نام سيستم پردازش فايل براي استفاده از فايل هاي داده اي طراحي مي شوند. در اين سيستم ها هر برنامه ي کاربردي تنها به فايل داده اي مربوط به خود مي تواند مراجعه مي کند.
اشکالات چنين طراحي در ذخيره داده به طور خلاصه عبارتند:
1. افزونگي و ناسازگاري داده به دليل چندين فرمت فايل و تکرار اطلاعات در فايلهاي مختلف.
2. مشکل در دستيابي داده و نياز به نوشتن برنامه جديدي براي انجام هر کار
3. قيدهاي جامعيت به جاي اينکه صريحا بيان شوند در کدبرنامه از نظر پنهان مي شد. اضافه کردن قيدهاي جديد يا تغيير قيدهاي موجود به سختي صورت مي گيرد.
4. ايجاد ناسازگاري به دليل وجود چندين کپي از فقره هاي داده
5. مشکلات امنيتي به دليل دسترسي همروند و بدون کنترل توسط چند کاربر

سيستم پايگاه داده (database system)

در اين روش کليه داده ها به صورت مجتمع در پايگاه داده ذخيره مي شود، ولي هر کاربر ديد خاص خود را نسبت به داده ها دارد. کاربران مختلف مي توانند به طور مشترک با پايگاه داده کار کنند. به دليل تجمع داده افزونگي به حداقل ممکن کاهش مي يابد.
نرم افزاري به نام سيستم مديريت پايگاه داده ( DBMS ) به عنوان واسطه بين برنامه هاي کاربردي و پايگاه داده ايفاي نقش مي کند لذا امنيت داده ها در اين روش بيشتر است.
چند نمونه از کاربردهاي سيستم پايگاه داده موارد زير هستند:
• انجام کليه تراکنش هاي بانکداري
• رزرواسيون و زمانبندي خطوط هوائي
• ثبت نام دانشجويان، واحدگيري و ثبت نمرات در مراکز آموزشي
• ثبت اطلاعات مشتريان، محصولات و فاکتورهاي خريد و فروش
• پيگيري سفارشات و پيشنهادات در فروش online
• ثبت رکوردهاي کارمندان و محاسبات حقوق، کسورات مالياتي در سازمان ها

عناصر اصلي سيستم پايگاه داده

اجزاء اصلي سيستم بانک اطلاعاتي عبارتند از:

1. داده ها

• شامل داده هائي درباره موجوديت هاي مختلف محيط و ارتباط بين موجوديت ها.

2. سخت افزار

• شامل عناصر پردازشي، رسانه هاي ذخيره سازي داده، دستگاه هاي جانبي، سخت افزارهاي ارتباطي و غيره.

3. نرم افزار

• شامل سيستم عامل و نرم افزارهاي ارتباطي شبکه، نرم افزار سيستم مديريت پايگاه داده و برنامه هاي کاربردي.

4. رويه هاي عملياتي

• شامل کليه عملياتي که روي پايگاه داده انجام مي شود، نظير تهيه پشتيبان، آمارگيري و ...

5. کاربر

• شامل کاربران يا کساني که به نحوي با سيستم در ارتباط هستند نظير مديرپايگاه داده(DBA)، طراحان پايگاه داده (DBD)، برنامه نويسان پايگاه داده (DBP) و کاربران نهائي(end users).

مزايا و معايب سيستم هاي پايگاه داده

مزاياي مهم سيستم پايگاه داده

1. تجمع، وحدت ذخيره سازي و کنترل متمرکز داده ها
2. کاهش افزونگي. تجمع داده و وحدت ذخيره سازي باعث کاهش افزونگي مي شود. مثلا آدرس هاي مختلف براي يک مشتري در قسمت هاي مختلف اداره ثبت نمي شود.
3. به اشتراک گذاشتن داده ها. چند کاربر مي توانند در هم زمان به پايگاه داده دسترسي داشته باشند. برنامه هاي کاربردي موجود قادر به اشتراک گذاردن داده ها در پايگاه داده بوده و برنامه هاي کاربردي جديد نيز مي توانند از اين داده ها استفاده کنند.
4. پرهيز از ناسازگاري. با کاهش افزونگي، کنترل متمرکز و جامعيت، سازگاري و يکپارچگي داده ها تضمين مي شود.
5. اعمال محدوديت هاي امنيتي. سيستم هاي امنيتي در پايگاه داده امکان اعمال کنترل هاي مختلف را براي هر نوع دسترسي (‌ بازيابي،اصلاح، حذف و غيره) بر روي پايگاه داده فراهم مي کند.
6. صحت بيشتر داده و استقلال از برنامه هاي کاربردي
7. راحتي پياده سازي برنامه هاي کاربردي جديد

معايب سيستم پايگاه داده

1. طراحي سيستم هاي پايگاه داده پيچيده تر، دشوارتر و زمان برتر است.
2. هزينه قابل توجهي صرف سخت افزار و نصب نرم افزار مي شود.
3. آسيب ديدن پايگاه داده روي کليه برنامه هاي کاربردي تاثير مي گذارد.
4. هزينه زياد براي تبديل از سيستم فايلي به سيستم پايگاه داده نياز است.
5. نيازمند تعليم اوليه برنامه نويسان و کاربران و استخدام کارمندان خاص پايگاه داده است.
6. نياز به تهيه چندين کپي پشتيبان از پايگاه داده مي باشد.
7. خطاهاي برنامه مي توانند فاجعه برانگيز باشند.
8. زمان اجراي هر برنامه طولاني تر مي شود.
9. بسياروابسته به عمليات سيستم مديريت پايگاه داده است.

نسل اول (1957-1948) : فايل ترتيبي

رسانه خارجي در اين نسل نوارهاي مغناطيسي بوده اند. اين نسل را مي توان نسل بدون نرم افزار واسط ناميد. مشخصات کلي اين نسل عبارتند از:
• ساختار فايل ها ترتيبي است
• ساختار فيزيکي همان ساختار منطقي فايل است
• تنها روش پردازش فايل ها پردازش يکجا (batch processing) است
• برنامه کاربردي تمام عمليات ورودي/خروجي را انجام مي دهد و نرم افزار واسطي براي مديريت پردازش فايل ها وجود ندارد
• طراحي ساختار فيزيکي به عهده کاربر است
• تغيير در ساختار داده منجر به تغيير در برنامه کاربردي مي شود
• افزونگي داده حداکثر است
• اشتراک داده مطرح نيست
• نسخه هاي متعدد از فايل هنگام بهنگام سازي ايجاد مي شود

نسل دوم (1966-1958) : شيوه هاي دسترسي

مهمترين ويژگي اين نسل پيدايش نرم افزارهاي AM )accessmethod) يا شيوه هاي دسترسي و همچنين ايجاد رسانه هاي با دسترسي مستقيم مانند ديسک است.
AM نرم افزاري است که مبتني بر يک استراتژي دستيابي، به جنبه هاي فيزيکي محيط ذخيره سازي و عمليات آن مي پردازد و جنبه هاي فيزيکي را تا حدي از ديد کاربر مخفي مي کند. و برنامه کاربردي ديگر نيازي به پرداختن به آنها ندارد. مشخصات اين نسل عبارتند از:
• نرم افزار واسط AM براي ايجاد فايل ها با ساختار گوناگون بين برنامه هاي کاربردي و محيط ذخيره سازي وجود دارد
• امکان دسترسي ترتيبي و مستقيم به رکورد وجود دارد
• پردازش در محيط هاي بلادرنگ (Real Time)، برخط (On-Line) و يکجا بسته به نوع سيستم عامل مي توانند انجام شوند
• ساختار فيزيکي و منطقي فايل از هم جدا است ولي هنوز برنامه کابردي از محيط ذخيره سازي مستقل نيست
• امکان دسترسي بر اساس چندين کليد وجود ندارد
• روش هاي ايمني و حفاظت داده ابتدائي وجود دارد
• داده ها براي کاربردهاي خاص طراحي و ذخيره مي شوند
• تکرار داده هنوز در حد نسبتا بالائي است
• اشتراک داده ها تا حدي ايجاد شده است
ادامه دارد .....
ارسال مقاله توسط عضو محترم سايت با نام کاربري : davidfattahi
/س