تاریخچه ی پایگاه داده

اولین کاربردهای اصطلاح پایگاه داده به June 1963 باز می‌گردد، یعنی زمانی که شرکت SystemDevelopment Corporation مسئولیت اجرایی یک طرح به نام "توسعه و مدیریت محاسباتی یک پایگاه داده‌ای مرکزی" را بر عهدگرفت. پایگاه داده به عنوان یک واژه واحد در اوایل دهه 70 در اروپا و دراواخر دهه 70 در خبر نامه‌های معتبر آمریکایی به کاررفت.(بانک داده‌ای یا Databank در روزنامه واشنگتن کار رفت) اولین سیستم مدیریت پایگاه داده در دهه 60 گسترش یافت. از پیشگامان این شاخه چارلز باخمن می‌‌باشد. 

 

. مقالات باخمن این را نشان داد که فرضیات او کاربرد بسیار موثرتری برایدسترسی بهوسایل ذخیره سازی را مهیا می‌‌کند. در آن زمانها پردازش داده بر پایه کارت های منگنه و نوار های مغناطیسی بود که پردازش سریع اطلاعات را مهیا می‌‌کند. دو نوع مدل داده‌ای در آن زمانها ایجاد شد:CODASYL موجب توسعمدل شبکه‌ای شدکه ریشه در نظریات باخمن داشت و مدل سلسله مراتبی که توسط North American Rockwell ایجادشد و بعدا با اقباس از آن شرکت IBM محصولIMSرا تولید نمود.

مدل رابطه‌ای توسط E. F. Codd در سال 1970 ارائه شد.او مدل های موجود را مورد انتقاد قرار می‌‌داد.برای مدتی نسبتا طولانی این مدل در مجامع علمی مورد تایید بود. اولین محصول موفق برای میکرو کامپیوتر ها dBASE بودکه برایسیستم عامل هایCP/M و PC-DOS/MS-DOS ساخته شد. در جریان سال 1980 پژوهش بر روی مدل توزیع شده (distributed database ) و ماشین های دادگانی (database ines) متمرکز شد، اما تاثیر کمی بر بازارگذاشت. در سال 1990 توجهات به طرف مدل شی گرا(object-oriented databases) جلب شد. این مدل جهت کنترل داده‌های مرکب لازم بود و به سادگی بر روی پایگاه داده‌های خاص، مهندسی داده(شامل مهندسی نرم افزار منابع) و داده‌های چندرسانه‌ای کار می‌‌کرد.

پایگاه داده

یک بانک اطلاعاتی یا پایگاه داده (database) مجموعه ای سازمان یافته و بدون افزونگی از داده های مرتبط به هم است که می تواند توسط سیستم های کاربردی مختلف به اشتراک گذاشته شود و به راحتی دسترسی، مدیریت و بهنگام شود.

وقتی داده به صورت پایگاه داده سازماندهی می شود، کاربر و برنامه نویس نیازی به دانستن جزئیات ذخیره سازی داده ندارند. علاوه براین داده می تواند بدون تاثیر روی اجزای دیگر سیستم تغییر کند. برای مثال از اعداد حقیقی به صحیح، از یک ساختار فایل به دیگری یا از دستگاه ذخیره سازی نوری به مغناطیسی تغییر کند

پنج نسل برای تکنولوژی ذخیره و بازیابی اطلاعات درنظر گرفته شده است

نسل اول (1957-1948) : فایل ترتیبی

رسانه خارجی در این نسل نوارهای مغناطیسی بوده اند. این نسل را می توان نسل بدون نرم افزار واسط نامید. مشخصات کلی این نسل عبارتند از:

• ساختار فایل ها ترتیبی است
• ساختار فیزیکی همان ساختار منطقی فایل است
• تنها روش پردازش فایل ها پردازش یکجا (batch processing) است
• برنامه کاربردی تمام عملیات ورودی/خروجی را انجام می دهد و نرم افزار واسطی برای مدیریت پردازش فایل ها وجود ندارد
• طراحی ساختار فیزیکی به عهده کاربر است
• تغییر در ساختار داده منجر به تغییر در برنامه کاربردی می شود
• افزونگی داده حداکثر است
• اشتراک داده مطرح نیست
• نسخه های متعدد از فایل هنگام بهنگام سازی ایجاد می شود

نسل دوم (1966-1958) : شیوه های دسترسی

مهمترین ویژگی این نسل پیدایش نرم افزارهای method AM (access

یا شیوه های دسترسی و همچنین ایجاد رسانه های با دسترسی مستقیم مانند دیسک است.

AM نرم افزاری است که مبتنی بر یک استراتژی دستیابی، به جنبه های فیزیکی محیط ذخیره سازی و عملیات آن می پردازد و جنبه های فیزیکی را تا حدی از دید کاربر مخفی می کند. و برنامه کاربردی دیگر نیازی به پرداختن به آنها ندارد. مشخصات این نسل عبارتند از:

• نرم افزار واسط AM برای ایجاد فایل ها با ساختار گوناگون بین برنامه های کاربردی و محیط ذخیره سازی وجود دارد
• امکان دسترسی ترتیبی و مستقیم به رکورد وجود دارد
• پردازش در محیط های بلادرنگ (Real Time)، برخط (On-Line) و یکجا بسته به نوع سیستم عامل می توانند انجام شوند
• ساختار فیزیکی و منطقی فایل از هم جدا است ولی هنوز برنامه کابردی از محیط ذخیره سازی مستقل نیست
• امکان دسترسی بر اساس چندین کلید وجود ندارد
• روش های ایمنی و حفاظت داده ابتدائی وجود دارد

• داده ها برای کاربردهای خاص طراحی و ذخیره می شوند
• تکرار داده هنوز در حد نسبتا بالائی است
• اشتراک داده ها تا حدی ایجاد شده است

نسل سوم (1973-1967) : سیستم مدیریت داده

در این نسل نرم افزار کامل تری به نام سیستم مدیریت داده (Data Manegement System) به عنوان واسط بین برنامه کاربردی و محیط فیزیکی ایجاد شد.

DMS از AM استفاده می کند و ارتباط بین دید منطقی و فیزیکی را ایجاد می کند. برای بازیابی یک رکورد DMS از AM درخواست می کند و AM رکوردهای موردنظر را از بلاک های فایل بازیابی و در اختیار DMS قرار می دهد تا کل رکورد را به برنامه بدهد

• نرم افزار DMS واسط برنامه کاربردی و داده است.
• فایل های منطقی متعددی می توانند از داده های فیزیکی مشترک بهره ببرند
• میزان تکرار داده کاهش یافته است
• داده های مشترک در کاربردهای متنوع بکار می روند
• صحت داده تا حدی تامین می شود
• نشانی دهی در سطح فیلد یا گروهی از فیلدها ممکن است
• بازیابی بر کمک چند کلید امکان پذیر است
• تسهیلاتی برای پردازش فایل پیش بینی شده است
• ترکیبی از انواع ساختارهای فایل بکار می رود

نسل چهارم(1980-1974): سیستم مدیریت پایگاه داده

این نسل از اواخر دهه 60 شروع شده و هنوز هم ادامه دارد. مهمترین ویژگی آن استقلال داده ای است. نرم افزار پیچیده ای به نام سیستم مدیریت پایگاه داده(DataBase Management System) یا DBMS واسط بین برنامه های کاربردی و محیط فیزیکی است و اجازه می دهد کاربران در یک محیط انتزاعی کار کنند و به داده ها دسترسی پیدا کنند.

• نرم افزار پیچیده و جامع DBMS واسط بین برنامه های کاربردی و محیط فیزیکی است
• برنامه های کاربردی از جنبه های فیزکی مستقل هستند
• کاربران در یک محیط انتزاعی مبتنی بر یک ساختار داده ای کار می کنند
• سرعت دستیابی به داده بالا است
• امکان استفاده اشتراکی از داده ها وجود دارد
• امکان کنترل متمرکز روی کلیه داد های عملیاتی
• ایمنی داده زیاد است
• افزونگی کاهش پیدا کرده است
• مفهوم چند سطحی بودن معماری (داخلی، خارجی، ادراکی) بسط پیدا کرد
• سیستم های پایگاه داده توزیع شده طراحی شده اند

نسل پنجم(1989-1981) : پایگاه معرفت

این نسل به که نسل پایگاه معرفت (Knowledge Base) شناخته شده است با استفاده از منطق صوری، سیستم های خبره، هوش مصنوعی و پردازش زبان طبیعی سیستمی طراحی و ایجاد می شود که قادر به استناج منطقی از داده های ذخیره شده است.

پایگاه معرفت مجموعه ای از واقعیت های ساده و قواعد عام است که نشان دهنده بخشی از جها واقعی باشد.

سیستم پایگاه معرفت که مسئولیت ذخیره سازی، امنیت، جامعیت و تامین نیازهای کاربران رابرعهده دارد

روش های ذخیره داده

دو روش کلی برای ذخیره و بازیابی خودکار داده ها وجود دارد: سیستم فایلی ساده و سیستم پایگاه داده

سیستم فایلی (file system)

در این روش، داده ها در فایل های مجزا قرار گرفته و سیستم های جداگانه ای به نام سیستم پردازش فایل برای استفاده از فایل های داده ای طراحی می شوند. در این سیستم ها هر برنامه ی کاربردی تنها به فایل داده ای مربوط به خود می تواند مراجعه می کند.

اشکالات چنین طراحی در ذخیره داده به طور خلاصه عبارتند:

1. افزونگی و ناسازگاری داده به دلیل چندین فرمت فایل و تکرار اطلاعات در فایلهای مختلف.
2. مشکل در دستیابی داده و نیاز به نوشتن برنامه جدیدی برای انجام هر کار
3. قیدهای جامعیت به جای اینکه صریحا بیان شوند در کدبرنامه از نظر پنهان می شد. اضافه کردن قیدهای جدید یا تغییر قیدهای موجود به سختی صورت می گیرد.
4. ایجاد ناسازگاری به دلیل وجود چندین کپی از فقره های داده
5. مشکلات امنیتی به دلیل دسترسی همروند و بدون کنترل توسط چند کاربر

سیستم پایگاه داده (database system)

در این روش کلیه داده ها به صورت مجتمع در پایگاه داده ذخیره می شود، ولی هر کاربر دید خاص خود را نسبت به داده ها دارد. کاربران مختلف می توانند به طور مشترک با پایگاه داده کار کنند. به دلیل تجمع داده افزونگی به حداقل ممکن کاهش می یابد.

نرم افزاری به نام سیستم مدیریت پایگاه داده ( DBMS ) به عنوان واسطه بین برنامه های کاربردی و پایگاه داده ایفای نقش می کند لذا امنیت داده ها در این روش بیشتر است.

چند نمونه از کاربردهای سیستم پایگاه داده موارد زیر هستند:

• انجام کلیه تراکنش های بانکداری
• رزرواسیون و زمانبندی خطوط هوائی
• ثبت نام دانشجویان، واحدگیری و ثبت نمرات در مراکز آموزشی
• ثبت اطلاعات مشتریان، محصولات و فاکتورهای خرید و فروش
• پیگیری سفارشات و پیشنهادات در فروش online
• ثبت رکوردهای کارمندان و محاسبات حقوق، کسورات مالیاتی در سازمان ها

داده

داده (data) دارای تعاریف مختلفی است، به طور کلی داده ها کلمات و ارزش های واقعی هستند که از طریق مشاهده و تحقیق بدست می آیند، به عبارت دیگر داده نمودی از وقایع، معلومات، رخدادها، پدیده ها و مفاهیم می باشد.

در محاسبات، داده به اطلاعی گفته می شود که به شکلی مناسب برای انتقال و پردازش ترجمه شود. در کامپیوتر و رسانه های ارتباطاتی امروزی داده به شکل باینری تبدیل می شود. بنابراین داده یک نمایش باینری از یک موجودیت منطقی ذخیره شده در حافظه کامپیوتر است.

از نظر ساختاری داده به مقادیر صفت خاصه انواع موجودیت ها اتلاق می شود.

ریشه کلمه داده از عبارت لاتین datum گرفته شده که به معنی اطلاع است. و data فرم جمع آن است. اما datum بندرت استفاده می شود و اکثرا ترجیح می دهند data را به صورت یک کلمه مفرد استفاده کنند.

سیستم اطلاعاتی چیست؟

سیستم اطلاعاتی به صورت تکنیکی به مجموعه به هم وابسته از اجزا اطلاق

میشود تا بتوانید تصمیم گیری و کنترل را در سازمان ها پشتیبانی نمایند داده ها

را دریافت پردازش و ذخیره سازی کنند و اطلاعات را توزیع کنند. علاوه بر

پشتیبانی در اتخاذ تصمیم هماهنگی و کنترل در سیستم های هم چنین می توانند به

مدیران و کارمندان کمک کنند تا مشکلات را دریابندو تجزیه و تحلیل نمایند

موضوعات پیچیده را زیر نظر داشته باشند و محصولات جدیدی را خلق کنند.

سیستم های اطلاعاتی دربر گیرنده اطلاعاتی مربوطبه افراد مهم مکان ها و

موضوع هائی در درون سازمان یا در محیطی آنرا احاطه کرده می باشد منظور

ما از اطلاعات داد هائی است که تغییر شکل یافته و برای استفاده کننده گان قابل

درک و مورد استفاده است. داده جریانی از وقایع خام است و اتفاقات درون

سازمان یا در محیط اطراف آن را ثبت می کند قبل از آنکه سازماندهی و مرتب

شود به شکلی که برای استفاده کننده قابل درک و استفاده باشند درآیند.

سه نوع عملیات در سیستم های اطلاعاتی ٫ اطلاعاتی را تولید می نماید که برای

تصمیم گیری کنترل عملیات٫تجزیه و تحلیل مشکلات و خلق محصولات و یا

خدمات جدید مورد استفاده قرار می گیرد. این فعالیت ها عبارتند از ورودی

٫پردازش و خروجی. ورودی داده های خام را چه از منابع درونی سازمان و چه

از منابع خارج سازمان کسب یا جمع آوری می نماید . پردازش ورودی های خام

را به شکلی معنی داری تبدیل می نماید .خروجی ٫اطلاعات پردازش شده را به

افرادی که از آنها استفاده خواهند کرد یا در عملیات به آنها نیاز دارند٫منتقل می

نماید.همچنین سیستم های اطلاعاتی نیازمند باز خورهستند و آن خروجی هائی

هستند که به افراد مشخصی در سازمان بر می گرند تا به آنها در ارزیابی یا

تصحیح مرحله ورودی اطلاعات کمک شود.

تکنولوژی

تکنولوژی اطلاعات یکی از ابزارهایی است که در اختیار مدیران قرار

میگیرند تا به کمک آنها بر تغییرات فائق آیند.سخت افزار های کامپیوتری

تجهیزات فیزیکی هستند که جهت ورود داده ها پردازش آنها و خروجی اطلاعات

جهت سیستمهای اطلاعاتی مورد استفاده قرار میگیرند.

سخت افزار در بر گیرنده موارد زیر است:مرکز پردازش کامپیوتر – ابزارهای

ورودی – خروجی – وذخیره سازی متفاوت – و ابزارهای رابط برای اینکه این

ابزارها را به هم متصل کند.

نرم افزار در بر گیرنده جزئیات ئستورات برنامه ریزی شده ای است که قسمت

های مختلف سخت افزار را در سیستم های اطلاعاتی کنترل و هماهنگ مینماید.

تکنولوژی ذخیره سازی که هم در بر گیرنده ارتباطات فیزیکی برای ذخیره

سازی داده ها مثل نوار – دیسک های اپتیکال – ابزار مغناطیسی – و نیز نرم

افزاری که سازماندهی داده ها را روی سخت افزار مدیریت میکند میباشد.

دیدگاه تکنولوژی اطلاعات

دیدگاه تکنولوژی اطلاعات در سازمان به طور صریح روی قابلیتهای کامپیوتر و

تکنولوژی تبادل اطلاعات متمرکز است٫از جمله سرعت پردازش  ظرفیت ذخیره

سازی و توان و قدرت ارتباطات و.... و اینکه چگونه میتوان بیشترین استفاده را

از تکنولوژی بردو کارآئی بیشتری کسب کردبحث میکند.

در این دیدگاه،تکنولوژی اطلاعات به خودی خود حرف آخر را میزند.بنابراین

تاکید بر چگونگی قذرت سیستم ذر ارتباط با بیشترین سرعت پردازش وقابلیت

اجرائی دقیق آن قرار دارد.اینکه آیا سیستم با تکنولوژی بالا پاسخ گوی مسائل

سازمانی است در درجه دوم اهمیت قراردارد.