راهنمای جامع انواع مدل های پایگاه داده

نیاز به انواع مدل های پایگاه داده برای ذخیره کردن حجم خیلی زیادی از داده‌ها باعث شده تا همه ما نسبت به عملکرد بالای اونها حساس باشیم. این موضوع، نه‌ فقط واسه این هست که ما با حجم خیلی زیادی از داده‌ها سروکار داریم بلکه، باید همیشه، اصلاح یا ذخیره هم بشن؛ دینامیک پایگاه داده، تنها موضوع مهم درباره این مدل ها نیست. انواع مدل های پایگاه داده، سنگ بنا و یکی از مهم‌ترین بخش‌های چرخه عمر یک شرکت یا جزو بالاترین ارزش‌های یک کسب‌وکار، شناخته می‌شن. انواع مدل های پایگاه داده، مزایا و معایبی دارن که باید به اون‌ها توجه کرد.

محور اصلی کارکرد انواع مدل های پایگاه داده برای کاربران، طراحی تمامی این مدل هاست. از اونجایی که داده‌ها یک واحد دینامیکی است، این داده‌ها به روش‌های متفاوت، ذخیره می‌شن. واسه همین، کسب‌وکارها تلاش می‌کنن تا پایگاه‌های داده مختص خودشون رو بر اساس، نیازهای خودشون ایجاد کنند. ما می خوایم تو این مقاله در مورد انواع مدل های پایگاه داده به‌طور دقیق و کامل، صحبت کنیم. لطفاً با ما همراه باشین.

یک مدل پایگاه داده چیه؟

یک مدل پایگاه داده، نوعی مدل داده هست که ساختار منطقی یک پایگاه داده رو تعریف می‌کنه. این مدل قبل از هر چیز، شیوه ذخیره کردن، سازمان دادن و مدیریت داده‌ها رو نشون می‌ده. مثلاً مدل رابطه‌ای که از یک فرمت جدولی استفاده می‌کنه، رایج‌ترین مدل پایگاه داده هست. این مدل می‌تونه نحوه سازمان‌دهی داده‌ها و انواع رابطه‌هایی که بین اونا وجود دارند، نشون بده.

مدل شبکه، مدل موجودیت رابطه، مدل سلسله‌مراتبی، مدل شیءگرا و مدل شیء، بعضی از انواع مدل های پایگاه داده هستن. این مدل های پایگاه داده، ظاهر متفاوت و عملیات متفاوتی دارن و می‌شه از اونها بر اساس نیازهای کاربر استفاده کرد.

داده‌هایی که وارد پایگاه داده می‌شن یا اطلاعات موردنظر کاربران، با یک طرح‌واره پایگاه داده تعیین می‌شن که وابسته به دانش مدیر پایگاه داده از کاربردهای احتمالی اون است. حساب گزاره‌ای، مفهوم طرح‌واره پایگاه داده با مفهوم تئوری، مشابه هست. اگر بشه پایگاه داده‌ای رو به‌صورت یک شیء ریاضی در هر نقطه زمانی تصور کرد، این حالت کاملاً مشابه مدل این تئوری هست. درنتیجه، یک طرح‌واره می‌تونه فرمول‌هایی داشته باشه که محدودیت‌های شاکله برنامه و محدودیت‌های مخصوص پایگاه داده رو نشون بده که همه اون‌ها با یک زبان پایگاه داده، بیان می‌شن.

انواع مدل های پایگاه داده

همون طور که گفتیم انواع مدل های پایگاه داده، بر اساس ظاهر و کارکرد متفاوت هستن:

• مدل پایگاه داده رابطه‌ای
• مدل پایگاه داده سلسله‌مراتبی
• مدل پایگاه داده شبکه
• مدل پایگاه داده شیءگرا
• مدل پایگاه داده رابطه‌ای-شیء
• مدل پایگاه داده موجودیت رابطه
• مدل های پایگاه داده دیگه.

برای یادگیری کامل پایگا‌ه های داده در دوره‌های آموزش پایگاه داده کندو شرکت کنید.

مدل پایگاه داده رابطه‌ای

یک سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه‌ای، سیستم‌های نرم‌افزاری متفاوتی هستن که واسه نگهداری پایگاه داده‌های رابطه‌ای (RDBMS) استفاده می‌شن. داده این نوع مدل پایگاه داده، در جدول‌های دوبعدی با سطر و ستون آرایش داده می‌شن و رابطه، با نگهداری یک فیلد مشترک، حفظ می شه. این مدل، سه بخش اصلی داره.

سه عبارت کلیدی روابط، خصوصیات و دامنه‌ها، بیشتر از عبارت‌های دیگه، در مدل های رابطه‌ای، استفاده می‌شن. جدولی که سطر و ستون داره، نوع رابطه رو نشون می‌ده. در مورد پایگاه داده‌های رابطه‌ای، خصوصیات، مشخصات یا ویژگی‌هایی هستن که تمامی موارد مرتبط با یک دسته خاص رو تعریف می‌کنن و به‌تمامی سلول‌ها در یک ستون، اعمال می‌شن. دامنه هم مجموعه‌ای از مقادیر هستن که خصوصیات از اون، استفاده می‌کنن.

پارامترهای مدل رابطه‌ای

• تاپل: تاپل، یک سطر در یک جدول هست
• محدودیت یک رابطه: محدودیت یک رابطه با تعداد تاپل های اون، تعیین می‌شه.
• درجه یک رابطه. هر ستون تاپل، به یک خصوصیت، اطلاق می شه. درجه یک رابطه، با تعداد خصوصیات اون، تعیین می‌شه.

کلیدهای یک رابطه

• کلید اصلی: این کلید شناسه‌ای هست که باعث می‌شه یک جدول، منحصر به فرد باشه. این کلید، هیچ مقدار تهی نداره.
• کلید خارجی: این کلید، مرتبط با کلید اصلی جدول دیگه هست. در مورد این کلید، فقط مقادیری که در کلید اصلی جدول ظاهر می‌شن، مجاز هستن.

مزیت‌های مدل رابطه‌ای

• تأثیر نداشتن تغییر ساختار پایگاه داده بر دسترسی به داده.
• درک ساده‌تر اصلاح هرگونه اطلاعات که در قالب جدول ارائه می‌شن.
• استفاده از این مدل در زمان نوشتن کوئری های پیچیده با هدف دسترسی یا اصلاح داده‌های پایگاه داده
• حفظ امنیت این مدل، در مقایسه با مدل های دیگه، ساده‌تر هست.

محدودیت‌ها

• نگاشت اشیاء در این پایگاه داده سخته.
• این مدل، پارادایم شیءگرا نداره.
• حفظ صحت داده‌ها با این پایگاه داده، سخته.
• هزینه‌های سخت‌افزاری بالایی داره.
• این مدل برای همه دامنه‌ها مناسب نیست.
• این مدل برای پایگاه داده بزرگ مناسب نیست.

مدل پایگاه داده سلسله‌مراتبی

این مدل، نوع اول مدل های پایگاه داده IBM برای مدیریت اطلاعات هست. داده‌های این مدل با یک ساختار درختی، ارائه می‌شن. این روزها، این پایگاه داده، خیلی مرسوم نیست. این مدل ها، گره‌هایی برای رکوردها و شاخه‌های فیلدها دارن. مثلاً، رجیستری ویندوز XP، پیکره‌بندی با ساختار درختی گرهی دارن.

مزیت‌ها

• سادگی اضافه کردن و حذف کردن داده جدید.
• دسترسی ساده به داده‌ها در بالای سلسله‌مراتب.
• سازگاری با محیط‌های ذخیره داده.

محدودیت‌ها

• لازمه که داده‌ها به‌طور منظم، توی چند واحد ذخیره بشن.
• این روزها، دیگه خیلی از محیط‌های ذخیره داده خطی استفاده نمی‌‌‌‌‌شه.
• این مدل فقط از روابط یک به چند پشتیبانی می‌کنه.

مدل پایگاه داده شبکه

گروه دیتابیس تسک، این مدل رو در دهه 1960 ارائه کرد. مدل سلسه‌مراتبی با این مدل، تعمیم پیدا کرد. این مدل،یکی از انواع مدل های پایگاه داده هست که به خاطر شباهت‌های زیادش با مدل سلسله‌مراتبی، نسخه اصلاح شده مدل سلسله‌مراتبی هم شناخته می‌شه. این مدل داده‌ها رو به‌صورت گرافی سازمان‌دهی می‌کنه و می‌شه از چند گره والد استفاده کرد.

مدل های شبکه یکی از انواع مدل های پایگاه داده هستن که واسه نشون دادن اشیا و روابط اونها، طراحی می‌شن. این مدل، از روابط چند به چند هم پشتیبانی می‌کنه.

بیشتر بخوانید: SQL چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مزیت‌ها

• ازنظر مفهومی، می شه این مدل رو به‌سادگی پیاده‌سازی کرد.
• این مدل شبکه می تونه افزونگی داده رو بهتر از مدل سلسله‌مراتبی نشون بده.
• این مدل، قابلیت کنترل رابطه‌های یک به چند و چند به چند رو داره که واسه شبیه‌سازی سناریوهای واقعی، خیلی کاربرد دارن.

محدودیت‌ها

• ساختار این پایگاه داده به خاطر نگهداری رکوردها با پوینترها، خیلی سخت می‌شه.
• هر نوع واردکردن، حذف و به‌روزرسانی عملیات، به تنظیمات زیادی نیاز داره.
• تغییر ساختار پایگاه داده، خیلی سخته.

مدل پایگاه داده شیءگرا

یک پایگاه داده شی در برنامه‌نویسی شیءگرا، یکی از سیستمی هست که داده‌های اون، شیء هستن. مدل داده شیءگرا یکی از انواع مدل های پایگاه داده هست که وابستگی زیادی به مفهوم زبان‌های برنامه‌نویسی شیءگرا داره. مدل داده شیءگرا علاوه بر انواع جمع‌آوری و ساختاردهی، از یک سیستم با داده‌های غنی، پشتیبانی می‌کنه. مدل های شیءگرا بهترین پایگاه داده برای داده‌های فضایی و داده‌های برداری هستن.

مزیت‌ها

• پایگاه‌های داده شی می‌تونن انواع داده‌ها رو ذخیره کنن. این پایگاه‌های داده می‌تونن انواع مختلف داده‌ها مثل عکس، صوت، متن و اعداد رو مدیریت کنند.
• شما می‌تونید با پایگاه داده شیءگرا، از کد و سناریوهای واقعی مدل استفاده کنین و قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری بیشتری رو ایجاد کنین.
• به خاطر کپسوله سازی بیشتر وظایف این سیستم، می‌شه از این پایگاه داده توی وظایف جدید استفاده کرد و این پایگاه داده‌ها، هزینه نگهداری کمتر نسبت به مدل های دیگه دارن.

محدودیت‌ها

• این مدل مبنای تئوریک نداره، چون تعریف کلی نداره.
• استفاده از اون کمتر از مدل رابطه‌ای هست.
• این مدل، سازوکار امنیتی مناسبی نداره

مدل پایگاه داده رابطه‌ای- شیء

این مدل، ترکیبی از انواع مدل های پایگاه داده هست که سادگی مدل رابطه‌ای رو با کارکرد پیشرفته مدل شیءگرا، ترکیب می‌کنه. طراحان می تونن از اشیا توی ساختار جدولی استفاده کنن.

SQL3، ODBC، JDBC، همه تعمیمی از زبان‌ها و رابط‌های مدل رابطه‌ای هستن.

مدل های پایگاه داده رابطه موجودیت

این مدل، یکی از انواع مدل های پایگاه داده و مشابه مدل شبکه هست و روابط بین موجودیت‌های واقعی رو نشون می‌ده، اما ارتباط نزدیکی با ساختار فیزیکی پایگاه داده نداره. افراد، مکان‌ها و چیزها، موجودیت نامیده می‌شن و هر کدوم، خصوصیات خاص خودشون رو دارن. در این مدل، روابط بین موجودیت‌ها هم نگاشت می‌شن.

مدل های دیگه پایگاه داده

از انواع مدل های پایگاه داده به جز مدل های بالا، می‌شه به مدل فایل معکوس، مدل فلت، مدل چندبعدی، مدل نیمه ساختاریافته و مدل شرکت‌پذیر اشاره کرد که هر کدوم کاربرد خاص خودشون رو دارن.

بیشتر ببینید: دوره آموزش SQL Server

حرف آخر

سعی کردیم توی این مقاله، انواع مدل های پایگاه داده رو بررسی کنیم و مزیت‌ها و معایب هر کدوم رو به‌طور مجزا، شرح بدیم. انواع مدل های پایگاه داده، خیلی پرکاربرد هستن و هر کدوم با ویژگی‌هایی که دارن، کاربرد متنوع و متفاوتی دارن. امیدوارم از خوندن این مقاله لذت برده باشین.