لخّصلي

مقدمة الفصل الرابع

تعتبر البيانات والمعلومات الناتجة عن معالجتها، إحدى الموارد الاقتصادية الهامة في أي مؤسسة. فلا يمكن أن تبقى المؤسسة على قيد الحياة دون بيانات مصنفة يسهل الرجوع إليها ومعالجتها. ولذا فإن لقواعد البيانات دوراً حيوياً في المؤسسات. ويلقي هذا الفصل الضوء على المفاهيم الأساسية لقواعد البيانات، ونظم إدارة قواعد البيانات من خلال مناقشة الترتيب الهرمي للبيانات، ومداخل إدارة البيانات، ونظم إدارة قواعد البيانات، وقاعدة البيانات الموزعة.

الترتيب الهرمي للبيانات

لكي تحول البيانات إلى معلومات جيدة ومفيدة لابد من تنظيمها بطريقة تسهل الوصول إليها. وبصفة عامة تنظم البيانات في شكل هرمي يبدأ بأصغر جزئية

بيانات وتتمثل في "البت" ، ثم الحرف المتمثل في "البايت"، ثم الحقل، ثم السجل، ثم الجدول، ثم قاعدة البيانات. ويوضح الشكل رقم (٤-١) هذا الترتيب الهرمي للبيانات.

قاعدة البيانات

جدول

سجلات

حقول

رموز

بت (۱ ، ۰)

شكل رقم ( ٤-١) التدرج الهرمي للبيانات

تتمثل لبنات بناء المعلومات في الرموز التي تتكون من حروف الهجاء (أ ب ج ...) والأرقام ( ۳۲۱ ...) والعلامات - ، ...). وتكتب الرموز في حقل يدل على شيء معين مثل اسم الموظف، رقم الهاتف... ومجموعة الحقول التي تجمع بيانات موظف مثلاً تشكل سجل الموظف، وتشكل مجموعة سجلات الموظفين جدول الموظفين، وتشكل مجموعة سجلات أصناف المخزون جدول المخزون، ومجموعة سجلات العملاء جدول العملاء ... الخ.

وتأتي قاعدة البيانات على قمة هرم البيانات، وتتكون من الجداول التي توجد بينها علاقات تربطها ببعضها البعض. وتكون معدة لخدمة العديد من البرامج التطبيقية التي تخدم أوجه النشاط المختلفة في المؤسسة.

وحدة البيانات وإنشاء الجدول

وحدة البيانات هي الشيء الذي تجمع عنه البيانات لتخزن في جدول. وقد يكون هذا الشيء صنف مخزون، أو موظف، أو عميل، أو طالب ... فوحدة البيانات لجدول الموظفين "الموظف". وتحدد البيانات المطلوبة عن الموظف مثل الاسم، تاريخ الميلاد، ورقم الهوية ... وتمثل هذه البيانات خصائص وحدة البيانات، ويخصص حقل لكل منها. وتكون خصائص الوحدة (الحقول) سجل الموظف. ويختار حقل ليكون مفتاحاً رئيساً للجدول. ويشترط في المفتاح الرئيس أن يميز سجل كل موظف عن غيره من السجلات الموجودة في الجدول. ولذلك فإن قيمة هذا الحقل لابد أن تكون فريدة غير متكررة في الجدول. ويوضح الشكل رقم ( ٤-٢ ) جدول البيانات والمفتاح الرئيس للجدول.

المفتاح

حقول

رقم الهوية

اسم الموظف

تاريخ التعيين

رقم القسم

٤٦٣٩٥٧

٩٨٤٥٢١

٣٦٥٤٨٠

محمد إبراهيم حسن

صادق علي صالح

أحمد علاء الدين

۱۹۷۷/۹/۱

١٩٨٦/١/٣

١٩٧٠/٥/١

٤

شكل رقم ( ٤-٢) جدول بيانات ومفتاحه الرئيس

سجلات

مداخل إدارة البيانات

يمكن إدارة البيانات من خلال حفظها في الملفات الورقية دون الحاسب الآلي، وهو الوضع الذي كان سائداً قبل انتشار استخدام الحاسبات. فنجد مثلاً ملف ورقي ببيانات العملاء، وملف آخر لطلبات الشراء، وملف ثالث للفواتير وتوجد طرق متعددة لترتيب وتصنيف بيانات هذه الملفات. وبعد استخدام الحاسب هناك مدخلان رئيسان هما مدخل الملفات، ومدخل قواعد البيانات.

مدخل الملفات

۷۸

يعد مدخل الملفات المحوسبة امتداد طبيعي لاستخدام الملفات الورقية في إدارة البيانات. يقوم هذا المدخل على عمل ملف جدول بالمفهوم السابق) لكل نشاط من أنشطة المؤسسة، فمثلاً، يخصص ملف للعملاء يوازي ما يحدث في الملفات الورقية، ويتضمن هذا الملف السجلات الخاصة بالعملاء في حقول تحتوى على البيانات المطلوبة. ويربط كل ملف ببرنامج تطبيقي يعالج الأمور الخاصة بالنشاط الذي يمثله الملف. ويوضح الشكل رقم (٤-٣) هذا المدخل، حيث نجد الملفات مستقلة بعضها عن بعض وكذلك البرامج التطبيقية.

برامج تطبيقية

مستفيدون

بيانات

ملف بيانات

وثائق

اجور ومرتبات

برنامج الأجور والمرتبات

تقارير

وثائق

طلبات الشراء

برنامج طلبات الشراء

تقارير

وثائق

فواتير

برنامج الفواتير

تقارير

شكل رقم ( ٤-٣) مدخل الملفات

طور هذا المدخل بعد ذلك ليسمح للبرامج التطبيقية بالتعامل مع أكثر من ملف مع بقاء الملفات منفصلة عن بعضها البعض. ويعد هذا المدخل متقدماً بالنسبة لاستخدام الملفات الورقية نظراً لسرعة الأداء ودقته.

أساسيات نظم المعلومات في التنظيمات...

الفصل الرابع : مفاهيم قواعد البيانات

غير أن التطبيق العملي أظهر العديد من العيوب منها:

۷۹

تكرار البيان الواحد في أكثر من ملف مثل وجود اسم الموظف في ملف الموظفين، ووجوده مرة أخرى في ملف المرتبات.

عند تحديث البيانات المتكررة ينبغي تكرار التحديث في كل ملف على حدة، مما يتطلب تكرار الجهد وزيادة الوقت.

تحدث كثير من المشاكل نتيجة عدم توحيد البيانات، فمثلاً قد يعدل عنوان عميل في ملف العملاء، ويبقى العنوان دون تعديل في ملف الفواتير، ويستمر إرسال الفواتير على العنوان القديم.

مدخل قواعد البيانات

يقوم مدخل قواعد البيانات على وجود وعاء مشترك للبيانات يمكن جميع البرامج التطبيقية المعنية من استخدامه. فبدلاً من وجود ملف مستقل لكل برنامج تطبيقي توجد جداول تربطها علاقات معينة تخدم جميع التطبيقات. ويوضح الشكل رقم ( ٤-٤) هذا المدخل.

بيانات

قاعدة بيانات

وسيط

برامج تطبيقية

مستفيدون

الأجور والمرتبات

تقاري

نظام إدارة قواعد البيانات

أجور ومرتبات طلبات الشراء فواتير

وثائق

طلبات الشراء

تقارير

الفواتير

تقارير

شكل رقم ( ٤ - ٤) مدخل قواعد البيانات

يعد نموذج العلاقات (Relational Model أكثر نماذج قواعد البيانات انتشاراً. ويعتمد هذا النموذج على وصف البيانات في شكل جدول ذي بعدين راجع

شكل (٤-٢) وإذا وجد حقل مشترك واحد على الأقل في أكثر من جدول يمكن الربط بين الجداول بواسطة الحقل المشترك. وإذا أردنا الاستفسار عن معلومات معينة يمكن الوصول إلى المعلومات المطلوبة باستخدام العلاقات القائمة بين الجداول. ويوضح المثال التالي جانباً من هذه العلاقات.

إذا أردنا الاستعلام عن اسم وتاريخ تعيين أحد الموظفين في شركة كبيرة لها عدد من الفروع، فيمكن أن نجد جدولاً يتضمن بيانات جميع موظفي الشركة، وجدولاً آخر يتضمن أقسام الشركة ويرتبط بجدول الموظفين عن طريق حقل رقم الموظف كما هو موضح في الشكل رقم (٤-٥) . فعند الاستعلام عن اسم رئيس قسم الصيانة في الفرع (ب) وتاريخ تعينه، فيمكن أن نحصل على المعلومات المطلوبة من الجدولين كما لو كانت المعلومات مخزنة في جدول واحد، وذلك بدلالة رقم الموظف في الجدولين.

رقم القسم

اسم القسم

رقم الموظف

جدول الأقسام

۳

٤

الصيانة فرع (أ)

الصيانة فرع (ب)

ه

الإنتاج فرع (أ)

٤٣٢١

٦٥٧٨

۱۲۹۰

رقم الموظف

اسم الموظف

تاريخ التعيين

٣٢٥٦

٦٥٧٨

٨٩٤٤

محمد أحمد حسن

إبراهيم عسيري

خالد محمد ناصف

١٩٧٠/١/٥

۱۹۸۹/۲/۹

١٩٨٨/٤/٣

جدول الموظفين

شكل رقم ( ٤-٥ ) ربط جداول البيانات

نظم إدارة قواعد البيانات

يتم إنشاء قواعد البيانات عادة، وإدارة بيانات هذه القواعد من خلال نظم )Database Management Systems) جاهزة تعرف بنظم إدارة قواعد البيانات ويوجد في الأسواق العديد من هذه النظم ومن أشهرها وأكثرها انتشاراً نظم شركتي Oracle و Microsoft. وتمكن هذه النظم من تصميم قواعد البيانات بجداولها المختلفة، وفهارسها وعلاقاتها اللازمة.

ومن جهة أخرى تمكن هذه النظم من تطوير البرامج التطبيقية التي تستفيد من قاعدة أو قواعد البيانات. كما تمكن هذه النظم من إعداد التقارير بصورة مهنية حيث تخرج المعلومات في تقارير تناسب الاستخدامات المختلفة، مثل إعداد المقارنات الرقمية والبيانية والتلخيصية والرسومات البيانية، وكذلك التقارير المرتبطة بفترات زمنية مختلفة، وغير ذلك من الإمكانات التي تساعد في اتخاذ القرارات.

وتمكن بعض نظم إدارة قواعد البيانات من تطوير البرامج التطبيقية بلغة أخرى غير لغة النظام. ويوضح الشكل رقم ( ٤-٤) مكان نظام إدارة قاعدة البيانات والذي يمثل الوسيط بين القاعدة وبين البرامج التطبيقية والمستخدمين.

ونناقش فيما يأتي خصائص هذه النظم.

خصائص نظم إدارة قواعد البيانات

نظام إدارة قواعد البيانات عبارة عن حزمة برمجية تمكن من معالجة الاستعلامات، والتحكم في البيانات من خلال لغة استعلامية لقواعد البيانات وهي لغة (SQL). والتطبيق الذي يطور بمثل هذا النظام هو برنامج تطبيقي لقواعد بيانات، وليس مجرد برنامج تطبيقي. ويتمتع مثل هذا التطبيق عادة بالخصائص الآتية:

( ۱) توفير إمكانية استرجاع البيانات المفقودة Recovery تمكن هذه الخاصية من استرجاع البيانات في حالة حدوث مشاكل في عملية معينة، أو في البرنامج التطبيقي أو في النظام كله، أو في وسيلة الاتصال بالنظام.

(۲) التشغيل المتزامن Concurrency تمكن هذه الخاصية من تشغيل عدة عمليات على قاعدة البيانات في وقت واحد. وقد تتم العمليات بواسطة مستخدمين على أجهزة متعددة، أو عمليات مختلفة على جهاز واحد. فكل عملية تتم كما لو أنها عولجت على انفراد. وتتم المعالجة بطريقة تتابعية.

(۳) استقلال البيانات Data Independence: إن أحد الأسباب الرئيسة لوجود نظم إدارة قواعد البيانات يتمثل في توفير قاعدة بيانات تدعم تطبيقات مختلفة إضافة إلى تقديم الدعم إلى مستخدمين مختلفين للتطبيق الواحد. وتقسم نظرية إدارة قواعد البيانات معمارية القواعد إلى ثلاثة أقسام :

1. الجانب المادي لإدارة القاعدة النموذج الداخلي) ويمثل الهيكل الفعلي للبيانات، وتحديد طريقة الوصول إلى البيانات، والفهارس ... الخ.

. الجانب المنطقي ( النموذج التصوري) ويمثل الجداول بصفوفها وأعمدتها.

الجانب المنطقي لعروض البيانات والاستعلامات للتطبيق المشترك النموذج الخارجي) ويتمثل في عروض واستعلامات التطبيق. وتعكس هذه العروض هيكل البيانات في التطبيقات التي توجه منها الاستعلامات إلى قاعدة البيانات.

إن مفتاح هذه النظرية هو استقلال البيانات. حيث يمكن التمييز بين الهيكل المادي للبيانات، والمنطق التصوري للجداول، وهيكل بيانات التطبيق. وهذا يعني إمكانية وجود هياكل بيانات مختلفة في التطبيقات، تستخدم نموذجاً

تطويرياً واحداً لقاعدة البيانات. فالبيانات المادية مستقلة عن النموذج التصوري، وهيكل بيانات التطبيق مستقل عن النموذج التصوري.

(٤) التكامل المرجعي Referential Integrity: يشير التكامل المرجعي إلى أنه في حالة إشارة صف في جدول إلى صف في جدول أخر تكون هناك إمكانية التأكد من الوجود الفعلي للصف في الجدول الأساسي. ويجب أخذ التكامل المرجعي في الاعتبار عند تصميم قاعدة البيانات.

ويستلزم التكامل المرجعي وجود مفتاح رئيس في كل جدول من جداول قاعدة البيانات. والمفتاح الرئيس عبارة عن عمود ( حقل) أو أكثر يحتوي على قيم تميز كل صف في الجدول. وتعتمد قاعدة البيانات ذات العلاقات في إنشاء علاقات التكامل المرجعي على الإشارة إلى بيانات المفتاح الرئيس في جدول أخر. ويسمى العمود الذي نشير منه بالمفتاح الأجنبي foreign key في الجدول، والذي نشير إليه بالمفتاح الرئيس primary key في جدول آخر. وتقوم معظم العلاقات بين الجداول على أساس ربط مفتاح أجنبي بمفتاح رئيس.

ويجب ملاحظة أن المؤشرات في قواعد البيانات ذات العلاقة تتمثل في بيانات، وليست مؤشرات مادية. ولذا فإن التكامل المرجعي يؤكد على أنه في حالة الإشارة إلى البيانات، فإن هذه الإشارة تكون المفتاح رئيس في مكان ما. والتأكيد أيضاً على أن لكل قيمة في مفتاح رئيس إشارة من مفتاح أجنبي. كما يجب التأكيد على أن المفتاح الرئيس يميز بصورة متفردة كل صف في الجدول.

وتمكن معظم نظم إدارة قواعد البيانات من الحفاظ على التكامل المرجعي آلياً، إذا أخذ هذه التكامل في الحسابان عند تصميم قاعدة البيانات. فتمكن لغة SQL من إنشاء المفتاح الرئيس والمفتاح الأجنبي، وتحديد الشروط اللازمة لفحص التغييرات في الصفوف. كما تمكن لغة SQL المعيارية من المنع التلقائي من مخالفة قواعد التكامل المرجعي. وتمكّن بعض إصدارات SQL مما هو أبعد من ذلك، حيث يمكن تتابع عملية مسح بعض السجلات من خلال المفاتيح الأجنبية.

يجب إنشاء المفتاح الرئيس والمفتاح الأجنبي دائما عند إنشاء الجداول، وإن أدى ذلك إلى بطء في الأداء. فميزة تحقيق التكامل المرجعي بما تتضمنه من الحافظة على صحة البيانات تفوق أهمية ما قد ينتج عنها من بطء.

(٥) أمن البيانات Security: يتحقق أمن البيانات بحماية قاعدة البيانات من الدخول عليها أو إجراء التعديلات بواسطة أشخاص غير مصرح لهم بذلك. وتزيد أهمية الحماية بسبب طبيعة نظم إدارة قواعد البيانات. فهذه النظم تسمح بالاستخدام المتزامن لعدد من المستخدمين، وهناك احتياجات مختلفة للمستخدمين المتعددين، ولا يجب أن يدخل جميع المستخدمين على جميع البيانات، ولذلك يجب تأمين البيانات.

وتقدم نظم إدارة قواعد البيانات عادة أنواع مختلفة من أمن البيانات. فلكل نظام نموذج أمن معين، إضافة إلى أمن البيانات الذي توفره لغة SQL. وبصفة عامة يوجد ثلاثة أنواع من الحماية للبيانات كلمات المرور، الصلاحيات، حماية التطبيق.

كلمات المرور: تمكن نظم إدارة قواعد البيانات من منح كل مستخدم كلمة مرور إلى قاعدة البيانات. كما تمكن هذه النظم من وقف استخدام هذه الكلمات وتكتفي بالحماية التي توفرها نظم إدارة الشبكات. غير أنه من الأفضل تفعيل كلمات المرور.

. الصلاحيات: توفر لغة SQL المعيارية إمكانية التحكم في الوصول إلى بيانات جداول قاعدة البيانات بصورة معينة. وتوفر الشركات المطورة لنظم إدارة قواعد البيانات نماذج حماية تتجاوز في قوتها لغة SQL المعيارية، حيث تمكن من وجود صلاحيات مختلفة لكل كائن من كائنات قاعدة البيانات.

حماية التطبيق توفر نظم إدارة قواعد البيانات نماذج قوية لحماية البيانات المركزية في قاعدة البيانات، وقد تكون هذه الحماية كافية، غير أنها لا تمتد إلى البيانات التي تخص تطبيقاً معيناً. فمثلاً قد تكون هناك بيانات تخص أحد التطبيقات تحتاج إلى تشفير خاص بواسطة هذا التطبيق، فيتم ذلك بواسطة التطبيق وليس بواسطة النظام. ويلاحظ أنه يمكن للآخرين الوصول إلى البيانات الموجودة في القاعدة بواسطة أدوات خاصة تتعدى البرنامج التطبيقي. ولذلك يجب عدم وضع أي بيانات في قاعدة بيانات تحتاج إلى حماية تتعدى ما تقدمه القاعدة.

(٦) التشغيل مع نظم مختلفة Portability يمكن تشغيل قواعد البيانات علي نظم تشغيل مختلفة مثل (Windows NT, Unix)، ومنصات عمل مختلفة (أجهزة وشبكات). ويمكن أن يستقل البرنامج التطبيقي عن نظام إدارة قواعد البيانات الذي أنشئ به، ويعمل هذا البرنامج تحت نظم إدارة قواعد بيانات أخرى. فمثلاً قد يكون هناك ضرورة لتشغيل برنامج تطبيقي طور بنظام Oracle تحت نظام Informix، أو نظام SQL Server ، أو نظام MS Access إضافة إلى تشغيله تحت نظام Oracle في هذه الحالة قد يكون من المناسب الاقتصار على استخدام لغة SQL المعيارية التي توفر الحد المشترك بين النظم المختلفة لإدارة قواعد البيانات، أو استخدام الاتصال المفتوح لقواعد البيانات.

يوفر الاتصال المفتوح لقواعد البيانات ODBC لغة استفسارية موحدة SQL وواجهة برمجة لأي نظام من نظم إدارة قواعد البيانات يهتم بكتابة أداة وصل driver لهذا الغرض. وقد طورت شركة Microsoft تقنية الاتصال المفتوح لقواعد البيانات. ومن خلال هذه التقنية يمكن ربط الأنواع المختلفة لقواعد البيانات.

لغة موحدة تمكن من )SQL) Structured Query Language توفر SQL ۷) لغة( القيام بالعمليات الآتية على البيانات:
الاستعلام السؤال عن شيء أو أشياء).

. معالجة عمليات الإضافة، التحديث، المسح).

التحكم والرقابة على البيانات ( هيكلة البيانات، وأمنها).

٨٦

إن أقوى ما يميز تطبيق قواعد البيانات عن التطبيقات الأخرى هو استخدام SQL. حيث تمكّن هذه اللغة من أجراء الكثير من العمليات على البيانات بكتابة بضعة أسطر تغني عن أكثر من مائة سطر باللغات الأخرى.

قاعدة البيانات الموزعة

انتشر استخدام قواعد البيانات الموزعة في الثمانينيات الميلادية استجابة للتطورات التقنية المعاصرة، ومن المتوقع زيادة استخدام هذه القواعد في مقابل استخدام قواعد البيانات المركزية. ونناقش فيما يأتي مفهوم قاعدة البيانات الموزعة، ثم خصائص القواعد الموزعة في مقابل خصائص القواعد المركزية، ويلي ذلك مناقشة مزايا استخدام قواعد البيانات الموزعة.

مفهوم قاعدة البيانات الموزعة:

قاعدة البيانات الموزعة عبارة عن بيانات مجمعة يتم توزيعها على أجهزة حاسبات مختلفة تكون متصلة بشبكة حاسوبية. ولكل موقع على الشبكة إمكانية المعالجة المستقلة، وإمكانية تشغيل التطبيقات المحلية. ويشارك كل موقع في تنفيذ تطبيق مشترك واحد على الأقل، ويتطلب تشغيل هذا التطبيق الوصول إلى بيانات في مواقع أخرى باستخدام قنوات اتصال معينة.

يوضح التعريف السابق أن كل موقع قادر على معالجة بياناته بذاته وبشكل مستقل عن غيره، ولكنه يحتاج من وقت إلى آخر إلى الحصول على بيانات من مواقع أخري حتى تتم المعالجة، ولذا يوجد في الموقع تطبيق مشترك واحد على الأقل يتطلب الوصول إلى موقع أو مواقع أخرى. ومن الأمثلة على ذلك

البنك الذي له عدة فروع. فإن معظم عملياته يمكن أن تتم محلياً، ولكن بعض العمليات مثل تحويل مبالغ من حساب في فرع إلى حساب في فرع آخر فإن مثل هذه العمليات لا تتم دون الاتصال بين الفرعين لإكمال العملية الواحدة.

ويمكن أن تأخذ قواعد البيانات الموزعة صورتين. إحداهما وجود شبكة محلية في كل فرع، ويتم الاتصال بين الشبكات رغم تباعدها الجغرافي كما يتضح من الشكل رقم (٤-٦). والصورة الأخرى أن تجمع أجهزة الحاسب في مركز حاسب واحد على شبكة محلية واحدة، وتوزع محطات العمل على الفروع أو على الأقسام داخل المؤسسة كما يوضح الشكل رقم (٤-٧).

اعد البيانات

خصائص قواعد البيانات المركزية مقابل خصائص القاعدة الموزعة:

۹۰

إن قواعد البيانات الموزعة ليست مجرد قواعد بيانات مركزية تم توزيعها لأن تصميم كل منهما له خصائص مختلفة عن الآخر. ولذلك فإنه من المفيد إبراز خصائص كل منهما.

١. الرقابة المركزية: تعد الرقابة المركزية على البيانات من أهم العوامل التي دفعت إلى استخدام قواعد البيانات. فالمعلومات مورد اقتصادي هام من موارد المؤسسة يتطلب تأمينه وتحقيق الرقابة عليه. وتتحقق الرقابة المركزية بصورة جيدة في ظل قواعد البيانات المركزية. أما في ظل القواعد الموزعة فيقل التأكيد على الرقابة المركزية، حيث يتمتع كل موقع بالاستقلال الذاتي. وبصفة عامة يمكن تحقيق الرقابة المتدرجة، حيث تمنح صلاحيات واسعة في الأمور التي تخص الفرع أو القسم وصلاحيات محددة في الأمور المشتركة بين الأقسام.

استقلال البيانات يعني استقلال البيانات من الناحية الفنية أن يكون التنظيم الفعلي للبيانات شفافاً بالنسبة لمبرمج التطبيقات. إن أهم ميزة لاستقلال البيانات تتمثل في عدم تأثر البرامج بالتغيير الفعلي لتنظيم البيانات. إن لاستقلال البيانات نفس الأهمية في كل من قواعد البيانات المركزية والموزعة، غير أن الأخيرة تتطلب وجود شفافية التوزيع الذي يتحقق من خلال توفير إطار فكري يمكن من كتابة البرامج كما لو كانت تكتب في ظل قاعدة بيانات مركزية.

تقليل التكرار (Reduction of redundancy) أمكن تقليل تكرار البيانات في قواعد البيانات المركزية إلى أقل حد ممكن لتجنب التناقض الذي قد يحدث نتيجة لتخزين نسخ متعددة من البيانات نفسها، وتقليل مساحة التخزين اللازمة. ويتم ذلك بتمكين العديد من التطبيقات من الوصول إلى البيانات نفسها. ولكن الأمر يختلف قليلاً في قواعد البيانات الموزعة حيث إن بعض التكرار يكون مرغوباً فيه. على الرغم من صحة الأسباب التي تعارض التكرار في كل الحالات، غير أن التكرار في القواعد الموزعة يدعم محلية التطبيقات مما يجعل البيانات متاحة في أغلب الأوقات، ويقلل حركة البيانات في قنوات الاتصال. فيجب الموازنة بين الأمرين عند تصميم قواعد البيانات الموزعة. وبصفة عامة يمكن القول إن التيسير الذي يوفره التكرار في مواقع مختلفة يتزايد إذا كانت نسبة استرجاع البيانات أكثر من نسبة تحديث البيانات.

٤. التكامل (Integrity) : يكمن حل هذه المشكلة - إلى حد كبير - في توفير "العمليات" (transactions). فالعملية عبارة عن إجراءات متتابعة يجب أن تنفذ بشكل غير قابل للتجزئة. إما أن تتم مجتمعة أو تلغي مجتمعة. والمثال على ذلك تحويل مبلغ من حساب إلى آخر حيث يجب إثبات طرفي المديونية والدائنية معاً أو عدم إثبات الاثنين. ومن الواضح أن إثبات العملية في قواعد البيانات الموزعة إذا وجد الطرفين في موقعين مختلفين، يختلف عن إثباتها في القواعد المركزية. ماذا يحدث إذا اثبت طرف لعملية في موقع وانقطع الاتصال بالموقع الآخر قبل إكمال العلمية؟ يجب أن يكون النظام ذكياً بالدرجة التي تمكن من معالجة مثل هذا الموقف. يأتي الخطر في إثبات العمليات من مصدرين، أحدهما سبق ذكره وهو الإخفاق في إثبات أحد طرفي العملية، ويتمثل الآخر في التنفيذ المتزامن لعمليات مختلفة على البيانات نفسها، والذي يمكن أن يُظهر عملية غير متوازنة لتأثرها بعملية أخرى متزامنة. ويجب ألا يسمح النظام بتزامن العمليات في مجال واحد. ويتضح مما سبق أن العمليات وسيلة هامة لتحقيق تكامل قاعدة البيانات.

ه الخصوصية والحماية (Privacy and security يتوقف تحقيق الحماية على جودة نظام الرقابة المتوفر في كل من قواعد البيانات المركزية والموزعة. غير أن الخصوصية يمكن أن تحقق بدرجة جيدة في مواقع القواعد الموزعة التي تتمتع بدرجة عالية من الاستقلال، بينما الحماية تكون أقل تحققاً في القواعد الموزعة حيث إن شبكات الاتصال بصفة عامة تمثل نقطة ضعف في مجال الحماية.

هناك مزايا عديدة تتحقق من استخدام قواعد البيانات الموزعة أهمها الآتي:

۱. مزايا تنظيمية واقتصادية: هناك كثير من المؤسسات تتبع اللامركزية في التنظيم إضافة إلى وجود المؤسسات ذات الفروع المنتشرة في أماكن مختلفة. فقواعد البيانات الموزعة تناسب بشكل طبيعي مثل هذه المؤسسات. ومع التقدم التقني في مجال الحاسبات والشبكات تبرز الميزة الاقتصادية لاستخدام القواعد الموزعة مقارنة بالقواعد المركزية.

۲ مسايرة النمو الطبيعي للمؤسسة تناسب القواعد الموزعة النمو الطبيعي للمؤسسات، مثل فتح فروع جديدة، وإضافة أنشطة جديدة فيكون أثر النمو محدوداً على الأنشطة الموجودة فعلا.

تقليل عبء الاتصالات : إذا كانت المؤسسة موزعة جغرافياً فإن وجود تطبيقات محلية يقلل عبء الاتصالات مقارنة بوجود قواعد بيانات مركزية.

. تحسين الأداء: إن وجود العديد من المعالجات التي تتم بالتوازي في قواعد موزعة ينتج عنه تحسن كبير في الأداء مقارنة بمعالجة العمليات باستخدام قاعدة مركزية.

قاعدة البيانات عبارة عن وعاء مشترك للبيانات يمكن لجميع التطبيقات المختلفة استخدامه. وتنظم البيانات في القاعدة بطريقة تحقق سهولة وسرعة الوصول إليها. ويعد نموذج العلاقات أكثر نماذج قواعد البيانات استخداماً لما يحققه من مزايا عديدة. وتطور قواعد البيانات عادة باستخدام حزم جاهزة لنظم إدارة قواعد البيانات، تمكن من تصميم القواعد والبرامج التطبيقية المرتبطة بها.

وتحقق نظم إدارة قواعد البيانات العديد من المزايا مثل: إمكانية استرجاع البيانات المفقودة، والتشغيل المتزامن للعمليات، واستقلال البيانات عن التطبيقات، وتحقيق التكامل المرجعي للبيانات، وتوفير أمن البيانات، وإمكانية التشغيل على نظم مختلفة، واستخدام لغة استفسارية سهلة.

وقد تكون قواعد البيانات مركزية أو موزعة. وتوجد القواعد المركزية في مكان واحد بينما القواعد الموزعة عبارة عن بيانات مجمعة يتم توزيعها على أجهزة حاسبات مختلفة تكون متصلة بشبكة حاسوبية. ولكل موقع على الشبكة إمكانية المعالجة المستقلة، وإمكانية تشغيل التطبيقات المحلية. ويشارك كل موقع في تنفيذ تطبيق مشترك واحد على الأقل، ويتطلب تشغيل هذا التطبيق الوصول إلى بيانات في مواقع أخري باستخدام قنوات اتصال معينة. وقد تكون قواعد البيانات موزعة على شبكة محلية واحدة، كما قد تكون موزعة على شبكات محلية متعددة.

وللقواعد الموزعة العديد من المزايا. فهذه القواعد تناسب التنظيمات التي تميل إلى اللامركزية، وتلك المؤسسات ذات الفروع المتعددة. كما أن القواعد الموزعة تساير النمو الطبيعي للمؤسسات مثل إضافة أنشطة جديدة. وتؤدي القواعد الموزعة إلى تقليل عبء الاتصالات، وتحسين أداء العمل.

أسئلة للمراجعة على الفصل الرابع

اشرح الترتيب الهرمي للبيانات، مع توضيح الهدف من هذا الترتيب.

ناقش الفكرة الأساسية لقواعد البيانات المعتمدة على نموذج العلاقات.

ناقش خصائص نظم إدارة قواعد البيانات.

٩٤

. ما المقصود بقواعد البيانات الموزعة؟ وما الصور التي يمكن أن تكون

عليها هذه القواعد ؟

ه قارن بين أبرز خصائص قواعد البيانات المركزية، وقواعد البيانات الموزعة.

٦. ناقش المزايا التي تحققها قواعد البيانات الموزعة.