مدل پایگاه داده رابطه ای

مدل پایگاه داده رابطه ای توسط نرم افزاری به نام سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای مدیریت و قابل دسترسی است. این مدل از سطرها و ستون هایی تشکیل شده است که از SQL به عنوان زبان پرس و جو برای نگهداری و پرس و جو از پایگاه های داده استفاده می کند. مدل داده ها را در جداول با توجه به سطرها و ستون ها با یک کلید مجزا برای یافتن هر سطر مرتب می کند. ردیف ها به صورت تاپل یا رکورد تعریف می شوند. ستون ها به عنوان ویژگی ها در نظر گرفته می شوند. معمولاً هر رابطه یا جدول یک نوع موجودیت واحد مانند یک محصول یا مشتری را توصیف می کند. اگر جدول محصول را توصیف می‌کند، ردیف نام محصول و ستون رفتار یا توصیف محصول را نگه می‌دارد.

چرا به مدل پایگاه داده رابطه ای نیاز داریم؟

سیستم مدیریت پایگاه داده نرم افزاری است که به کاربر امکان ایجاد، تعریف، مدیریت و کنترل عملکردهای پایگاه داده را می دهد. برای درک بهتر، مدل پایگاه داده رابطه‌ای به عنوان توسعه پایگاه داده در زیر مقادیر رابطه‌ای استفاده می‌شود. RDBMS کاملاً مبتنی بر مدل رابطه ای است که به طور گسترده در بسیاری از برنامه ها به کار گرفته شده است. این یک انتخاب متداول برای ذخیره سازی اطلاعات در پایگاه داده به ویژه در نگهداری سوابق مالی، داده های لجستیکی، محصولات تولیدی، داده های پرسنل و غیره است. به دلیل اجرای ساده و ویژگی های مدیریت آن، جایگزین میراث پایگاه های داده سلسله مراتبی و پایگاه های داده شبکه شد. در ابتدا، RDBMS با شکست‌های زیادی مواجه شد، اما پس از پیشرفت‌های زیادی مانند مقیاس‌بندی افقی خوشه‌ها و پایگاه‌داده NoSQL، به یک موفقیت محبوب تبدیل شد و در بسیاری از برنامه‌های کاربردی قابل اعتماد اعمال شد.

مفهوم پایگاه داده رابطه ای چیست؟

رابطه هر شی به عنوان آرایه ای از عناصر معین به نام تاپل ها تعریف می شود که با داشتن ویژگی های مشابه گروه بندی می شوند. تاپل به طور کلی بیانگر یک قطعه اطلاعات و توضیحات در مورد شی است. به عبارت دیگر، تاپل به عنوان منحصر به فرد توصیف می شود، بنابراین هیچ تکراری از داده ها یافت نمی شود. بیشتر اشیا آیتم های فیزیکی یا پیشرفت های مفهومی فردی هستند که از توابعی مانند انتخاب برای یافتن تاپل ها استفاده می کنند. برای یافتن ویژگی ها، دستور پروژه را اجرا می کند و برای ترکیب هر رابطه ای از دستور join استفاده می کند.

رابطه بین پایگاه های داده را می توان با استفاده از عملگرهای درج، به روز رسانی و حذف تغییر داد. تاپل های تازه ساخته شده می توانند مقادیر صریح بدهند یا از یک پرس و جو استخراج شوند، به نوبه خود، کوئری ها همچنین می توانند تاپل ها را برای حذف یا به روز رسانی مقادیر شناسایی کنند. اگر هر تاپلی شامل یک کلید اولیه باشد، تعریف آن به عنوان یکتا الزامی نیست زیرا ویژگی یک تاپل منحصر به فرد است و از یک کلید فوق العاده تشکیل شده است. کلید خارجی برای مطابقت با ستون اصلی در جدول استفاده می شود و بیشتر در روابط ارجاع متقابل استفاده می شود.

دامنه مجموعه مقادیر احتمالی یک ویژگی مشخص را توضیح می دهد و می تواند به مقادیر ویژگی محدود شود. محدودیت اصطلاحی است که امکان محدود کردن دامنه یک ویژگی را فراهم می کند. بیشتر از مقادیر Boolean برای نشان دادن اینکه آیا داده ها محدودیت ها را برآورده می کنند یا خیر استفاده می کند. بیشتر در سیاست های تجاری در پایگاه داده بر اساس استفاده بعدی از داده ها در لایه برنامه مستقر می شود.

همچنین برای متوقف کردن داده هایی که قبلاً در جداول رابطه ای ذخیره شده اند استفاده می شود. ایندکس روش دیگری برای دسترسی سریع به پایگاه داده است. بر اساس ترکیبی از رابطه ای یا ویژگی ها ایجاد می شود. با استفاده از ایندکس، کوئری هایی که صفات را فیلتر می کنند و تاپل های منطبق را شناسایی می کنند، بدون هیچ گونه بررسی فردی بسیار امکان پذیر است. نرمال سازی برای جلوگیری از از دست دادن یکپارچگی داده ها و ناهنجاری های دستکاری استفاده می شود.

چرا باید از این مدل استفاده کنیم؟

داده ها در ردیف ها و ستون ها مرتب شده اند و دسترسی آسان کاربران را برای به روز رسانی و اصلاح داده ها فراهم می کند. اجرای کوئری ها و دستورات ساده به راحتی قابل درک است. به عنوان یک برنامه کاربردی کاربر پسند عمل می کند. این ساختار طبیعی و سازماندهی منحصر به فردی از داده ها را می دهد و داده ها با استفاده از ورودی های منطبق در هر ردیف و ستون جستجو و یافت می شوند.

چندین کاربر پایگاه داده را قادر می سازد تا یک پایگاه داده را همزمان مدیریت کنند. قفل داخلی و عملکرد مدیریت تراکنش، کاربر را قادر می سازد تا داده ها را بدون تغییر مدیریت کند و همچنین از ترافیک بین کاربران در به روز رسانی داده ها جلوگیری می کند و با دادن حریم خصوصی خود در به روز رسانی و دسترسی به جدول، کاربر را از هم جدا می کند.

ویژگی‌های کنترل امتیاز و احراز هویت و مجوز در مدل پایگاه داده رابطه‌ای، مدیر DB را قادر می‌سازد تا دسترسی به کاربران مجاز را محدود کند و بسته به نوع وظیفه‌ای که باید انجام شود، امتیازاتی را به کارمندان جداگانه ارائه می‌دهد. مجوز در ترکیب آدرس IP مشتری راه دور همراه با مجوز کاربر و محدود کردن دسترسی به وقفه های خارجی و ورود شخص ثالث توضیح داده شده است.

مدل پایگاه داده رابطه ای امکان دسترسی به پایگاه داده توسط سرور سرور را فراهم می کند که یک برنامه نرم افزاری ویژه برای گوش دادن به درخواست ها در شبکه است و مشتریان پایگاه داده را قادر می سازد تا به پایگاه داده پیوند داده و به آن دسترسی پیدا کنند. ادمین برای دسترسی یا ورود به پایگاه داده نیازی به رایانه فیزیکی ندارد و به راحتی کار را از منطقه راحتی خود می دهد. از آنجایی که بسیاری از لایه های فایروال به عنوان دروازه ای برای ورود به سیستم مستقر شده اند، هیچ ترسی از تهاجم خارجی وجود ندارد. دسترسی به شبکه به توسعه دهندگان نرم افزار اجازه می دهد تا ابزارهایی را برای برنامه های دسکتاپ و وب ایجاد کنند تا با پایگاه های داده ارتباط برقرار کنند.

سرعت مدل پایگاه داده رابطه ای یک ساختار داده سریع نیست. اگرچه مزایای زیادی دارد، اما سرعت پایین تری دارد و نیاز به بهینه سازی در طراحی پایگاه داده برای افزایش کارایی دارد که مدل را قادر می سازد تا انتخاب و مدیریت سریع مجموعه داده ها را انجام دهد. افزایش سرعت پردازنده و کاهش هزینه‌های حافظه و ذخیره‌سازی به ادمین سیستم اجازه می‌دهد تا یک سیستم سریع ایجاد کند که از هرگونه نقص عملکرد در پایگاه داده بهتر عمل کند. مدل پایگاه داده رابطه‌ای بر روی یک زبان عمومی به نام SQL اجرا می‌شود که شامل نحو ساده و عبارات انگلیسی استاندارد و کلمات کلیدی است که یادگیری آن آسان است.

مدیریت ویژگی که ابزارهای مدیریت پایگاه داده را برای دسترسی آسان، تعمیر، پشتیبان گیری و آزمایش پایگاه داده ارائه می دهد، به عنوان یک کیت در سیستم نگهداری می شود. اکثر توابع برای اجرای خودکار ساخته شده اند و فوراً برای دسترسی به پایگاه داده در دسترس هستند.