تبلیغات

آموزش پایگاه داده

با توجه به اهمیت داده در کاربردهای مختلف، سیستم های مدیریت پایگاه داده در اکثر برنامه های کاربردی راه پیدا کرده اند. امروزه در بسیاری از کارها به نحوی با پایگاه های داده سروکار داریم نظیر خرید محصولات از فروشگاه ها، رزرواسیون بلیط، امانت کتاب از کتابخانه ها، ثبت نام مراکز آموزشی و ...

هدف این درس آشنائی با مفاهیم و معماری چندسطحی سیستم پایگاه داده و نقش DBMS، معرفی مدل های داده خصوصا مدل رابطه ای و نحوه ترسیم نمودار ER و نرمالسازی پایگاه داده است.

 

مفاهیم اساسی

تقریبا بیشتر برنامه های کاربردی امروزه به روش سیستم پایگاه داده طراحی می شوند. پایگاه داده امکان ذخیره سازی مجتمع داده با حداقل افزونگی و استفاده اشتراکی توسط کاربران مختلف تحت یک کنترل متمرکز را می دهد.

داده
اطلاع
موجودیت
پایگاه داده
روش های ذخیره داده
سیستم پایگاه داده
عناصر اصلی سیستم پایگاه داده
مزایا و معایب سیستم پایگاه داده


داده

داده (data) دارای تعاریف مختلفی است، به طور کلی داده ها كلمات و ارزش های واقعی هستند كه 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.


اطلاع

اطلاع (information) مفهومی است که برای گیرنده آن قابل درک بوده و با دانستن آن می تواند برای حل یک مسئله تصمیم گیری یا ارزیابی كند.

وقتی اطلاع وارد کامپیوتر شده ذخیره می گردد به داده تبدیل می شود. بعد از پردازش، داده خروجی مجددا به عنوان اطلاع دریافت می شود.

وقتی اسم صفت خاصه و مقدار منسوب به آن در دست باشند اطلاعی در مورد موجودیت حاصل می شود.

هنگامیکه اطلاعات در یک بسته خاص قرار می گیرند و برای درک موضوعی یا انجام کاری استفاده می شود به دانش (knowledge) تبدیل می شود.


موجودیت

موجودیت (entity) مفهوم کلی پدیده، شیء یا فردی است که در مورد آن می خواهیم اطلاع داشته باشیم و در کامپیوتر ذخیره کنیم.

هر نوع موجودیت دارای مجموعه ای از صفات خاصه (attribute) است که ویژگی جداکننده یک نوع موجودیت از نوع دیگر محسوب می شود.


مثال. اگر در نظر داریم یك سیستم پایگاه داده برای یك دبیرستان پیاده سازی كنیم مواردی چون دانش آموزان، دبیران، دروس، كلاس ها و غیره جزء موجودیت های سیستم به شمار می روند.

مثال. موجودیت دانشجو در سیستم دانشگاه می تواند دارای صفات خاصه: نام، نام خاوادگی، سن، سال تولد، رشته تحصیلی، سال ورود و ... باشد و یا موجودیت درس صفات خاصه: كد درس، نام درس و تعداد واحد ‎


پایگاه داده

یک بانك 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.


ویژگی های داده در پایگاه داده

ویژگی هائی که داده در پایگاه داده باید داشته باشند در لیست زیر آمده است:

1. اشتراکی شدن (shared)
      • داده در پایگاه داده بین چندین کاربر و برنامه کاربردی به اشتراک گذاشته می شود.
2. ماندگاری(persistence)
     • وقتی داده در پایگاه داده ذخیره شد پایدار است و از بین نمی رود، مگر آنکه توسط سیستم پایگاه داده تغییر کند.
3. امنیت (security)
      • داده در پایگاه داده از فاش شدن، تغییر و تخریب بدون مجوز محافظت می شود. مدیر سیستم توسط سطوح دسترسی و قیدهای امنیتی نحوه دستیابی به داده را تعریف می کند و اطمینان می دهد که دستیابی از طریق مناسب انجام می شود.
4. اعتبار (validity)
      • یا جامعیت (integrity) و یا صحت(correctness) به درستی داده در پایگاه داده نسبت به موجودیت دنیای واقعی معتبر اشاره دارد. مثلا موجودی بانک نباید منفی باشد.
5. سازگاری (consistency)
     • داده در پایگاه داده با مقدار واقعی داده در دنیای خارج سازگار است. وقتی یک فقره اطلاع در بیش از یک نقطه ذخیره شود و لازم باشد بهنگام شود، اگر بهنگام سازی در همه نقاط انجام نشود ناسازگاری ایجاد می شود.
6. کاهش افزونگی (non redundancy)
     • داده در پایگاه داده دارای حداقل افزونگی است. افزونگی به این معناست که هیچ دو فقره داده در بانک معرف یک موجودیت در دنیای خارج نباشد.
7. استقلال (independence)
     • تغییردر نمایش فیزیکی، تکنیک های دستیابی و سازماندهی داده تاثیری روی برنامه های کاربردی ندارد.


روش های ذخیره داده

دو روش كلی برای ذخیره و بازیابی خودكار 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 كاربردی تنها به فایل داده ای مربوط به خود می تواند مراجعه می كند.

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 كلیه داده ها به صورت مجتمع در پایگاه داده ذخیره می شود، ولی هر كاربر دید خاص خود را نسبت به داده ها دارد. كاربران مختلف می توانند به طور مشترك با پایگاه داده كار كنند. به دلیل تجمع داده افزونگی به حداقل ممكن كاهش می یابد.

نرم افزاری به نام سیستم مدیریت پایگاه داده ( DBMS ) به عنوان واسطه بین برنامه های كاربردی و پایگاه داده ایفای نقش می كند 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


عناصر اصلی سیستم پایگاه داده

اجزاء اصلی سیستم بانك اطلاعاتی عبارتند از:

1. داده ها
     • شامل داده هائی درباره موجودیت های مختلف محیط و ارتباط بین موجودیت ها.
2. سخت افزار
     • شامل عناصر پردازشی، رسانه های ذخیره سازی داده، دستگاه های جانبی، سخت افزارهای ارتباطی و غیره.
3. نرم افزار
     • شامل سیستم عامل و نرم افزارهای ارتباطی شبکه، نرم افزار سیستم مدیریت پایگاه داده و برنامه های كاربردی.
4. رویه های عملیاتی
     • شامل کلیه عملیاتی که روی پایگاه داده انجام می شود، نظیر تهیه پشتیبان، آمارگیری و ...
5. کاربر
     • شامل كاربران یا كسانی كه به نحوی با سیستم در ارتباط هستند نظیر مدیرپایگاه داده(DBA)، طراحان پایگاه داده (DBD)، برنامه نویسان پایگاه داده (DBP) و کاربران نهائی(end users).


مزایا و معایب سیستم های پایگاه داده

مزایای مهم سیستم پایگاه داده

1. تجمع، وحدت ذخیره سازی و کنترل متمرکز داده ها
2. كاهش افزونگی. تجمع داده و وحدت ذخیره سازی باعث کاهش افزونگی می شود. مثلا آدرس های مختلف برای یک مشتری در قسمت های مختلف اداره ثبت نمی شود.
3. به اشتراك گذاشتن داده ها. چند كاربر می توانند در هم زمان به پایگاه داده دسترسی داشته باشند. برنامه های كاربردی موجود قادر به اشتراك گذاردن داده ها در پایگاه داده بوده و برنامه های كاربردی جدید نیز می توانند از این داده ها استفاده كنند.
4. پرهیز از ناسازگاری. با كاهش افزونگی، كنترل متمرکز و جامعیت، سازگاری و یكپارچگی داده ها تضمین می شود.
5. اعمال محدودیت های امنیتی. سیستم های امنیتی در پایگاه داده امكان اعمال كنترل های مختلف را برای هر نوع دسترسی (‌ بازیابی،اصلاح، حذف و غیره) بر روی پایگاه داده فراهم می كند.
6. صحت بیشتر داده و استقلال از برنامه های کاربردی
7. راحتی پیاده سازی برنامه های کاربردی جدید

معایب سیستم پایگاه داده

1. طراحی سیستم های پایگاه داده پیچیده تر، دشوارتر و زمان برتر است.
2. هزینه قابل توجهی صرف سخت افزار و نصب نرم افزار می شود.
3. آسیب دیدن پایگاه داده روی کلیه برنامه های کاربردی تاثیر می گذارد.
4. هزینه زیاد برای تبدیل از سیستم فایلی به سیستم پایگاه داده نیاز است.
5. نیازمند تعلیم اولیه برنامه نویسان و کاربران و استخدام کارمندان خاص پایگاه داده است.
6. نیاز به تهیه چندین کپی پشتیبان از پایگاه داده می باشد.
7. خطاهای برنامه می توانند فاجعه برانگیز باشند.
8. زمان اجرای هر برنامه طولانی تر می شود.
9. بسیاروابسته به عملیات سیستم مدیریت پایگاه داده است.

نسل های پایگاه داده

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

نسل اول
نسل دوم
نسل سوم
نسل چهارم
نسل پینجم


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 AM (access method) 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

سیستم مدیریت پایگاه داده

DBMS مدیریت پایگاه داده را بر عهده دارد و مجموعه ای پیچیده و متشکل از تعدادی مولفه است که هر کدام وظیفه خاصی را ایفا می کند.

سیستم مدیریت پایگاه داده
وظایف سیستم مدیریت پایگاه داده
تراکنش
اجزای سیستم مدیریت پایگاه داده
انواع سیستم های مدیریت پایگاه داده


سیستم مدیریت پایگاه داده

سیستم مدیریت پایگاه داده یا به طور خلاصه (DataBase Management System) DBMS مهمترین نرم افزاری در سیستم پایگاه داده است كه به عنوان رابط بین پایگاه داده و كاربر و برنامه ها ی کاربردی عمل می نماید.

كلیه فایل های پایگاه داده فقط در اختیار این نرم افزار قرار گرفته و دستیابی به آنها تنها از طریق DBMS امکان پذیر است.

DBMS سرویس هائی جهت دسترسی داده در پایگاه داده فراهم می کند به نحوی که از کلیه خواص داده محافظت شود.


وظایف سیستم مدیریت پایگاه داده

وظایف DBMS در سیستم های مختلف تا حدودی متقاوت بوده و بستگی به نوع كاربران آن دارد. اما به طور كلی این وظایف عبارتند از:

1. امکان تعریف پایگاه داده
2. امکان ایجاد پایگاه داده
3. امکان دستکاری داده ها
4. بازیابی پایگاه داده
5. بهنگام سازی پایگاه داده (عملیات درج، حذف و جایگزینی)
6. تامین تسهیلاتی برای کاربر به منظور توسعه سیستم
7. امکان سازماندهی مجدد
8. کنترل امنیت و جامعیت داده ها
9. ایجاد دیکشنری داده ها
10. امکان کنترل کارائی


تراکنش

تراکنش (transaction) یک برنامه فعال است که دنباله ای از دستورات را شامل می شود و به طور خاص بعضی عملیات آن روی پایگاه داده است.

سه عمل تراکنشی خاص وجود دارد: start که نشان می دهد یک تراکنش دارد شروع می شود، commit که دلالت بر اتمام عادی تراکنش دارد و abort که بیان کننده پایان یافتن تراکنش به دلیل سقط آن است و کلیه اثرات ترکنش سقط شده باید rollback یا بی اثر شود. وقتی تراکنش commit می شود تاثیرش روی پایگاه داده باید دائمی شود.

هر تراکنش باید پایگاه داده را از یک حالت سازگار به حالت سازگار بعدی ببرد. تراکنش باید دارای خواص ACID باشد تا پایگاه داده را در حالت سازگار باقی نگهدارد. خواص ACID حروف اول چهار خاصیت زیر می باشند:

1. اتمیسیته (Atomicity)

تراکنش ها اتمیک هستند یا اصلا شروع نمی شوند یا وقتی آغاز شدند حتما به پایان می رسند. یا همه عملیات انجام می شود یا هیچکدام. نگهداشتن خاصیت اتمیسیته به عهده کنترل همروندی و ترمیم است.

2. سازگاری (Consistency)

یک تراکنش یا پایگاه داده را به حالت سازگار جدیدی می برد یا اگر شکستی رخ داد کلیه داده ها به حالت قبل از شروع تراکنش برمی گردند.

3. ایزوله بودن (Isolation)

تراکنشی که در حال اجراست و هنوز به پایان نرسیده تاثیرش از بقیه مخفی است مگر اینکه commit شده باشند. اجرای همروند تراکنش ها باید به صورتی باشد که انگار پشت سرهم اجرا شده اند. حفظ این خاصیت بر عهده کنترل همروندی است.

4. ماندگاری (Durability)

از وقتی تراکنشی commit شد تاثیرش دائمی است؛ حتی اگر سیستم خراب شود داده در حالت درست خود باقی می ماند.


اجزای سیستم مدیریت پایگاه داده

وظایف DBMS توسط تعدادی مولفه نرم افزاری انجام می شود. هر كدام از این مولفه ها ممكن است مركب از چند واحد كوچكتر باشند. تعدادی از سرویس های که توسط مولفه های DBMS داده می شوند در زیر لیست شده است:

1. پردازش تراکنش (Transaction Processing)

پردازش تراکنش عملیاتی که از منابع مختلف می رسد را روی پایگاه داده اجرا می کند به نحوی که خواص مطلوب تراکنش خدشه دار نشود. سرویس های کنترل همروندی و ترمیم به این مولفه برای برقراری خواص ACID کمک می کنند. به این ترتیب اجرای همروند تراکنش ها و سازگاری پایگاه داده حتی در صورت وقوع شکستی در سیستم تضمین می شود.

2. کنترل همروندی (Concurrency Control)

مدیریت اجرای همروند تراکنش ها روی پایگاه داده در حین برقراری سازگاری را به عهده دارد.

3. ترمیم (Recovery)

ترمیم تضمین می کند که اگر اجرای تراکنش با عدم موفقیت یا سقط روبرو شد، تاثیر نامطلوبی روی پایگاه داده یا تراکنش های دیگر نگذارد و حالت پایگاه داده را همیشه سازگار نگه دارد.

4. مدیریت ثبت احوال(Log Management)

هر اتفاقی در سیستم در یک فایل ذخیره می شود و توسط مدیریت ترمیم برای حفظ صحت و اعتبار پایگاه داده هنگام خرابی یا سقط سیستم استفاده می شود.

5. واسطه زبانی (Language Interface)

دستوراتی را برای تعریف داده، کار کردن با آن دراختیار کاربران و برنامه های کاربردی قرار می دهد.

6. تحمل پذیری خطا(Fault Tolerancy )

توانائی ارائه سرویس های قابل اطمینان توسط DBMS حتی در صورت بروز نقص را تحمل پذیری خطا می گویند. انواع خطاهائی که ممکن است پیش بیاید عبارتند از:
       • خطای منطقی : تراکنش موفق نمی شود مثلا به دلیل ورودی بد، سرریزی
       • خطای سیستمی : تراکنش موفق نمی شود مثلا به دلیل بن بست
       • سقط سیستم : قطع برق، پاک شدن حافظه اصلی، پر شدن دیسک
       • ناتوانی دیسک : خرابی هد، خرابکاری عمدی، آتش سوزی،

7. کاتالوگ داده (Data Catalog)

یا دیکشنری داده یک پایگاه داده سیستمی شامل اطلاعاتی درباره داده، ارتباطات و قیدها در پایگاه اصلی است. گاهی به آن متاداده هم گفته می شود.

8. امنیت (Security)

امنیت به محافظت داده در مقابل افشاشدن، تغییر و خرابی اشاره دارد. هر کابر و برنامه کاربردی امتیاز ویژه ای برای دسترسی به داده دارد. کاربران ممکن است دیدگاه های مختلفی نسبت به داده های پایگاه داده با توجه امتیازات ویژه خود داشته باشند. سیستم امنیتی همچنین، توسط رویه های شناسائی و مجوز، دسترسی به پایگاه داده را محدود می کند.

9. مدیریت ذخیره سازی (Storage Management)

DBMS مکانیسم های خاصی برای ذخیره دائمی داده و دسترسی به منبع فیزیکی و بازیابی داده دارد. مدیر ذخیره سازی بین داده ذخیره شده در پایگاه داده و برنامه کاربردی و پرس و جوهای ارسال شده به سیستم واسطه می شود.

10. مدیریت قفل (Lock Management)

هنگام استفاده اشتراکی از داده انواع مختلفی از قفل روی داده گذاشته می شود (مثل Read Lock و Write Lock).

11. مدیریت بن بست (Deadlock Management)

بن بست وقتی اتفاق می افتد که تراکنش ها برای بدست آوردن منابع در یک دایره بسته قرار گیرند یعنی هر یک منبعی در اختیار دارد که مورد تقاضای دیگری است و درخواست منبعی را می کند که در اختیار تراکنش منتظر منبع است. در پایگاه داده منابع رکوردها هستند. مدیریت منبع مسئول رفع این مشکل هستند.


انواع سیستم های مدیریت پایگاه داده

انواع مختلفی از سیستم های پایگاه داده وجود دارند که هرکدام به منظور خاصی طراحی و پیاده شده اند. دسته بندی سیستم های پایگاه داده به صورت زیر انجام گرفته است:

سیستم مدیریت پایگاه داده توزیع شده (Distributed DataBase Management System)

سیستم های توزیع شده بر توزیع داده و همچنین همبستگی فعالیت ها و کنترل روی اجزای توزیع شده سیستم دلالت دارند. اکثر سیستم های توزیع شده برای تقسیم کردن بارکاری یا برای انتقال عملکردهای پردازش داده به نزدیکی محل انجام این وظایف است. در هردو حالت هدف نامحسوس بودن توزیع شدگی از دید کاربر است.

Distributed DataBase Management System

سیستم مدیریت پایگاه داده بلادرنگ (Real-Time DataBase Management System)

سیستم های بلادرنگ سیستم های سریع با سرعت پاسخگوئی بالا هستند که زمان انجام کلیه عملیات نقش مهمی در آنها دارد. سیستم بلادرنگ در تعامل با دنیای واقعی پاسخ قابل پیش بینی را در قاب زمان می دهد. ورودی، پردازش و پاسخ ها همگی از قبل تعریف شده هستند و حد زمانی مشخصی دارند و به نحوی بهینه می شوند که هر حالت ورودی یک حالت خروجی قابل پیش بینی دارد که همیشه در یک زمان و به یک روش اتفاق می افتد.

سیستم مدیریت پایگاه داده تحمل پذیر خطا (Fault Tolerance DataBase Management System)

سیستم تحمل پذیر خطا سرویس هائی را دارد که با ناتوانی های اجزای سخت افزاری و نرم افزاری برخورد می کند. برای رسیدن به این منظورباید کلیه نقاطی که احتمال نقصی در آنها وجود دارد از قبل بررسی شده، ابزارهائی برای تشخیص، اصلاح و یا ترمیم آنها به نحوی طراحی شود که کمترین تاثیر را روی برنامه های کاربردی بگذارند. مکانیسم های RAID، Shadow Memory و کپی از جمله روش هائی هستند که استفاده می شوند.

Fault Tolerance DataBase Management System

سیستم مدیریت پایگاه داده مطمئن (Secure DataBase Management System)

در یک سیستم مطمئن کلیه اعمالی که کاربران و برنامه های کاربردی اجازه دارند انجام دهند همچنین زمان و مقدار انجام آنها کنترل می شوند. به عنوان مثال یک سیستم پرسنلی ممکن است درنظرداشته باشد به کلیه کاربران اجازه دستیابی به سابقه پرسنلی خودشان و استخراج اطلاعات شغلی شان را بدهد اما دسترسی به سابقه کارمندان دیگر یا حتی برخی اطلاعات مربوط به خودشان امکان پذیر نباشد. برای دادن چنین سرویسی سیستم پایگاه داده باید قابلیـت تعریف حقوق دسترسی و رسیدگی به آنها را درقبال کاربرانی که به داده دسترسی دارند داشته باشد.

سیستم مدیریت پایگاه داده ناهمگون (Hetrogenouse DataBase Management System)

سیستم ناهمگون از DBMS های مختلف تشکیل شده است. برای مثال شعب یک شرکت هر کدام منحصرا نیازهای پردازشی خود را با سخت افزار و نرم افزارجداگانه برطرف می کنند. اگر نیاز باشد این سیستم ها با هم فعل و انفعال داشته باشند و از طریق شبکه به هم پیوند داده شوند یک HTDBMS ایجاد می شود تا پایگاه داده های مختلف با هم ارتباط برقرار کند.

Hetrogenouse DataBase Management System

سیستم مدیریت پایگاه داده چندرسانه ای (Multimedia DataBase Management System)

سیستم های محاسباتی چندرسانه ای انواع متنوعی از منابع داده ای گرافیکی، تصاویر ویدئویی، صوت و متن را استفاده و یا با هم ترکیب می کنند. این منابع داده ای پیچیده باید برای سیستم محاسباتی بسهولت قابل دسترس باشند. برای استفاده در برنامه های کاربردی interactive چنین سیستم هائی از ترکیب الزامات پایگاه داده های بلادرنگ با سیستم های گرافیکی تعاملی استفاده می کنند تا ارائه اطلاعات سنکرون شده و بلادرنگ حاصل شود.

سیستم مدیریت پایگاه داده متحد (Federated DataBase Management System)

نسل جدید سیستم های مدیریت پایگاه داده سعی دارند اطلاعات جمع آوری شده از سنسورها را مستقیما ذخیره کنند. این سیستم ها از پایگاه های دانش نیز حمایت می کنند.