.png "دروس المعلوماتية")
1 - مفاهيم أساسية حول قواعد البيانات وأهدافها - Concepts de base sur les bases de données et leurs objectifs
1. تقديم عام
في عالم اليوم الرقمي، تُعدّ البيانات من أثمن الموارد التي تمتلكها المؤسسات والشركات. إن إدارة هذه البيانات بشكل فعال ومنظم يستلزم وجود نظام متخصص يُعرف بـ قاعدة البيانات (Base de données). في هذا الدرس، نستعرض المفاهيم الأساسية التي يقوم عليها هذا النظام.
2. تعريف قاعدة البيانات
قاعدة البيانات هي مجموعة منظمة من البيانات المخزنة والمترابطة فيما بينها، يتم تصميمها وإدارتها بواسطة برنامج متخصص يُسمى نظام إدارة قواعد البيانات (SGBD).
تعريف قاعدة البيانات: مجموعة منظمة ومتكاملة من المعلومات المخزنة التي يمكن الوصول إليها، إدارتها وتحديثها بسهولة وبكفاءة عالية.
2.1 الفرق بين البيانات والمعلومات
البيانات (Données): هي حقائق خام غير مفسّرة مثل الأرقام والحروف. أما المعلومات (Informations): فهي بيانات تمت معالجتها وأصبحت ذات معنى ومفيدة لاتخاذ القرار.
مثال توضيحي
- بيانات خام: 25, ذكر, أحمد, 2000-05-12
- معلومة: الطالب أحمد، ذكر، مولود في 12 مايو 2000، عمره 25 سنة.
3. تطور أنظمة تخزين البيانات
3.1 نظام الملفات التقليدي (Système de fichiers)
قبل ظهور قواعد البيانات، كانت البيانات تُخزّن في ملفات مستقلة. هذا الأسلوب أفرز مجموعة من المشاكل الجوهرية:
- تكرار البيانات (Redondance): نفس المعلومة مخزنة في عدة ملفات مما يهدر المساحة.
- تعارض البيانات (Incohérence): تعديل الملف في مكان دون الآخر يؤدي إلى تناقض.
- صعوبة الوصول: استرجاع بيانات من عدة ملفات مرتبطة يتطلب برمجة معقدة.
- غياب الأمان: لا توجد آليات متكاملة لحماية البيانات ومنع الوصول غير المصرح.
3.2 نظام قواعد البيانات (SGBD)
جاءت قواعد البيانات كحل جذري لمشاكل نظام الملفات، وتوفر:
- مركزية البيانات: جميع البيانات في مستودع واحد منظم.
- عدم التكرار: كل معلومة تُخزّن مرة واحدة فقط.
- استقلالية البيانات: يمكن تغيير بنية البيانات دون التأثير على التطبيقات.
- الأمان والصلاحيات: تحديد دقيق لمن يمكنه قراءة أو تعديل البيانات.
- دعم المعاملات (Transactions): ضمان التكامل عند العمليات المتزامنة.
4. مكونات نظام قواعد البيانات
| المكوّن | الوصف | المثال |
|---|---|---|
| قاعدة البيانات (BD) | المستودع الفعلي للبيانات المنظمة | قاعدة بيانات مكتبة |
| نظام SGBD | برنامج إدارة وتنظيم قاعدة البيانات | MySQL, Oracle, PostgreSQL |
| المستخدمون | الأشخاص الذين يتفاعلون مع القاعدة | مسؤول القاعدة، المبرمج، المستخدم العادي |
| التطبيقات | برامج تستخدم القاعدة لتقديم خدمات | نظام إدارة المبيعات |
| لغة SQL | لغة التواصل مع قاعدة البيانات | SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE |
5. نماذج قواعد البيانات
5.1 النموذج العلائقي (Modèle Relationnel)
هو النموذج الأكثر شيوعاً واستخداماً، يُنظّم البيانات في جداول (Tables/Relations) مترابطة عبر مفاتيح. اقترحه العالم إدغار كود (Edgar F. Codd) عام 1970.
5.2 النماذج الأخرى
- النموذج الهرمي (Hiérarchique): بيانات في شكل شجرة، نادر الاستخدام اليوم.
- النموذج الشبكي (Réseau): علاقات أكثر تعقيداً بين الكيانات.
- قواعد NoSQL: مثل MongoDB وCassandra، مخصصة للبيانات الضخمة وغير المهيكلة.
6. أهداف قواعد البيانات
- تفادي تكرار البيانات والحدّ من التناقضات.
- ضمان تكامل البيانات واتساقها الدائم.
- تمكين الوصول المتعدد والمتزامن من قِبَل عدة مستخدمين.
- توفير أمان البيانات وآليات النسخ الاحتياطي.
- استقلالية البيانات عن التطبيقات.
- تسهيل استرجاع المعلومات بكفاءة عالية.
7. أنواع مستخدمي قاعدة البيانات
| النوع | المهام الرئيسية |
|---|---|
| مسؤول القاعدة (DBA) | تصميم، إنشاء، إدارة الأمان، النسخ الاحتياطي، الأداء |
| المبرمج (Développeur) | كتابة التطبيقات والاستعلامات للتعامل مع البيانات |
| محلل الأنظمة (Analyste) | تحليل احتياجات المؤسسة وتصميم البنية المنطقية |
| المستخدم النهائي (Utilisateur final) | استرجاع البيانات وإدخالها عبر الواجهات الرسومية |
8. تمارين تطبيقية
تمرين 1
اذكر ثلاثة أمثلة من حياتنا اليومية تستخدم فيها قواعد البيانات، وحدد لكل مثال: البيانات المخزنة، والمستخدمين المحتملين.
تمرين 2
قارن بين نظام الملفات ونظام قواعد البيانات من حيث: التكرار، الأمان، السهولة، والتكامل. ضع إجابتك في جدول مقارن.