کلیات

ایگاه داده (اختصاری پادا) یا دادگان، بانک داده، بانک اطلاعاتی، پایگاه اطلاعاتی (به انگلیسی: Database) در محاسبات، پایگاه داده مجموعه‌ای منظم و سازمان یافته از داده‌های ذخیره‌شده و الکترونیکی از سیستم رایانه‌ای است. وقتی که پایگاه داده‌ها پیچیده‌تر هستند، اغلب با استفاده از تکنیک‌های طراحی رسمی و مدل‌سازی توسعه می‌یابند. سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) نرم‌افزاری است که با کاربران نهایی، برنامه‌ها و خود پایگاه داده برای گرفتن و تجزیه و تحلیل داده‌ها در تعامل است. نرم‌افزار DBMS علاوه بر این، امکانات اصلی ارائه‌شده برای مدیریت پایگاه داده را نیز دربر می‌گیرد. از مجموع پایگاه داده، DBMS و برنامه‌های مرتبط می‌توان به عنوان «سیستم پایگاه داده» نام برد. غالباً از اصطلاح «پایگاه داده» برای اشاره آزادانه به هر یک از DBMS، سیستم پایگاه داده یا برنامه مرتبط با پایگاه داده استفاده می‌شود. دانشمندان کامپیوتر ممکن است سیستم‌های مدیریت پایگاه داده را بر اساس مدل‌های پایگاه داده‌ای که پشتیبانی می‌کنند، طبقه‌بندی کنند. پایگاه‌های داده رابطه‌ای در دهه ۱۹۸۰ غالب شدند. این داده‌ها به صورت سطر و ستون در مجموعه‌ای از جداول مدل می‌شوند و اکثریت قریب به اتفاق از SQL برای نوشتن و پرس‌وجو از داده‌ها استفاده می‌کنند. در دهه ۲۰۰۰، پایگاه داده‌های غیر رابطه‌ای محبوب شدند که به آنها NoSQL گفته می‌شود زیرا از زبانهای مختلف پرس‌وجو استفاده می‌کنند.

تعریف

در اصطلاح‌نامه کتابداری در تعریف پایگاه اطلاعاتی آمده‌ است: واحدی است از سوابق و بایگانی‌های قابل خواندن با ماشین که برای یک کاربرد واحد تعبیه نشده، بلکه به منزله یک مجموعه متجانس برای مقاصد مختلف به کار می‌رود. در فرهنگ کاربران کامپیوتر تعریف پایگاه داده‌ها چنین آمده‌است: مجموعه‌ای از اطلاعات مرتبط دربارهٔ یک موضوع که به صورتی مفید سازمان یافته‌اند و پایگاهی برای روال‌هایی چون بازیابی اطلاعات، تصمیم‌گیری و نتیجه‌گیری در اختیار قرار می‌دهد. اصطلاح پایگاه داده‌ها در فرهنگ تشریحی کامپیوتری مایکروسافت به شرح زیر توصیف شده‌ است: مجموعه‌ای از داده‌ها، فایلی شامل تعدادی رکورد (یا جدول) متشکل از چند نوع فیلد (ستون)، در کنار عملگرهایی که جستجو، مرتب‌سازی و عملیات مشابه را سهولت می‌بخشد. پایگاه اطلاعاتی به سیستم نگهداری مجموعه‌ای از داده‌ها به هم گفته می‌شود که هدف آن حفظ اطلاعات و اشاعه آن در مواقع لزوم است۰ اطلاعات مورد اشاره به آن چیزی گفته می‌شود که فرد با سازمان برای گردش امور جاری خود به آن نیازمند است.

اصطلاحات و بررسی اجمالی

پایگاه داده به مجموعه‌ای از داده‌های مرتبط، ساختارمند یا سازمان‌یافته گفته می‌شود که دسترسی به این اطلاعات معمولاً از طریق سیستم مدیریت پایگاه داده^[الف] یا (DBMS) صورت می‌گیرد. سیستم مدیریت پایگاه داده متشکل از مجموعهٔ یکپارچه از نرم‌افزارهای رایانه‌ای است که به کاربران اجازه می‌دهد با یک یا چند پایگاه داده ارتباط یافته و به اطلاعات موجود در پایگاه داده دسترسی یابند؛ هرچند که این دسترسی می‌تواند کامل باشد یا در صورت وجود محدودیت به بخشی از اطلاعات دسترسی پیدا کنند. DBMS عملکردهای مختلفی را برای ورود^[ب]، ذخیره‌سازی^[پ] و بازیابی^[ت] مقادیر زیادی از اطلاعات فراهم و راه‌های متنوعی برای مدیریت چگونگی سازمان‌یابی اطلاعات ارائه می‌کند. از آنجا که بین پایگاه داده و سیستم مدیریت پایگاه داده قرابت بسیاری وجود دارد بعضی اوقات اصطلاح پایگاه داده برای اشاره به هر دو بکار می‌رود.

خارج از دنیای فناوری اطلاعات حرفه‌ای، پایگاه داده مدتی است که اغلب برای اشاره به هر مجموعه‌ای از داده‌های مرتبط (مانند یک صفحه گسترده یا یک کارت شاخص) استفاده می‌شود. در این مقاله تنها با پایگاه داده‌ای که در آن اندازه و شرایط ضروری استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده مهم است، سروکار داریم.

موجودیت دی.بی.ام.اس. عملکردهای مختلفی را برای مدیریت یک پایگاه داده در اختیار قرار می‌دهد؛ و داده‌های موجود در پایگاه که می‌توانند طبقه‌بندی^[ث] شوند به چهار دسته اصلی عملیاتی دسته‌بندی می‌شوند:

• تعریف داده‌ها: ایجاد، اصلاح و حذف تعاریفی که سازمان یک داده با آن تعریف می‌شود.
• به روزرسانی: درج، اصلاح و حذف داده‌های واقعی.
• بازیابی: ارائه اطلاعات در یک قالب به صورتی که به‌طور مستقیم قابل استفاده یا قابل پردازش برای برنامه‌های کاربردی دیگر باشد. داده‌های بازیابی شده ممکن است در یک قالب که اساساً همانند آن چیزی که در پایگاه داده ذخیره شده‌ است ساخته شود یا در قالب جدیدی ناشی از تغییر و ترکیب اطلاعات موجود در پایگاه به وجود آید.
• مدیریت: ثبت‌نام و نظارت بر کاربران، اجرای امنیت داده‌ها، نظارت بر عملکرد، حفظ تمامیت داده‌ها، خرید و فروش با کنترل همزمانی و دوره نقاهت بعد از اطلاعات است که توسط برخی از حوادث مانند خطای غیرمنتظره سیستم به وجود آید.

هم پایگاه داده و هم DBMS مطابق با اصول مدل پایگاه داده خاص هستند. «سیستم پایگاه داده» اشاره جمعی به مدل پایگاه داده، سیستم مدیریت پایگاه داده و پایگاه داده‌ است. از لحاظ فیزیکی، سرورهای پایگاه داده کامپیوتر به برگزاری پایگاه‌های داده واقعی اختصاص داده شده‌ است و اجرا تنها DBMS و نرم‌افزارهای مرتبط است. سرورهای پایگاه داده معمولاً از چند کامپیوتر، با حافظه و دیسک RAID مورد استفاده برای ذخیره‌سازی پایدار تشکیل شده‌اند.RAID برای بازیابی داده‌ها استفاده می‌شود. اگر هر کدام از دیسک‌ها و یا سخت‌افزار شتاب‌دهنده پایگاه داده، از طریق یک کانال با سرعت بالا به یک یا چند سرویس دهنده متصل شود، در محیط‌های پردازش تراکنش با حجم زیادی استفاده می‌شوند. دی.بی.ام.اس در قلب اکثر برنامه‌های کاربردی پایگاه داده یافت می‌شود. دی.بی.ام.اس ممکن است در اطراف یک هسته چندوظیفه‌ای سفارشی ساخته‌شده برای حمایت از شبکه ساخته شده‌ باشد، اما دی.بی.ام.اس. اس مدرن به‌طور معمول در یک سیستم عامل استاندارد وجود دارد. دی.بی.ام.اس. اس شامل یک بازار اقتصادی قابل توجه برای فروشندگان کامپیوتر و ذخیره‌سازی الزامات DBMS در برنامه‌های توسعه داده‌ است. پایگاه داده‌ها و دی.بی.ام.اس. اس را می‌توان با توجه به مدل پایگاه داده (بازدیدکنندگان) که آن‌ها را پشتیبانی می‌کند (مانند رابطه یا XML)، نوع (بازدیدکنندگان) کامپیوترهایی که آن‌ها را اجرا می‌کند (از یک خوشه سرور به یک تلفن همراه) طبقه‌بندی کرد.