نموذج البيانات العلائقية في نظام إدارة قواعد البيانات: Concepts & مثال

ما هو النموذج العلائقي؟

النموذج العلائقي (RM) يمثل قاعدة البيانات كمجموعة من العلاقات. العلاقة ليست سوى جدول القيم. يمثل كل صف في الجدول مجموعة من قيم البيانات ذات الصلة. تشير هذه الصفوف في الجدول إلى كيان أو علاقة في العالم الحقيقي.

يُساعد اسم الجدول وأسماء الأعمدة في فهم معنى القيم في كل صف. تُمثَّل البيانات كمجموعة من العلاقات. في النموذج العلائقي، تُخزَّن البيانات في جداول. مع ذلك، فإن التخزين الفعلي للبيانات مستقل عن طريقة تنظيمها المنطقي.

تم اقتراح هذا النموذج من قبل إي إف كود في عام 1970 ولا يزال يشكل أساس كل قاعدة بيانات رئيسية مستخدمة اليوم تقريبًا. من أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية الشائعة ما يلي:

• DB2 وخادم Informix الديناميكي – IBM
• Oracle وبنك التنمية الإقليمي – Oracle
• خادم SQL والوصول – Microsoft

نموذج العلائقية Concepts في نظام إدارة قواعد البيانات

1. صفة، عزا: كل عمود في جدول. السمات هي الخصائص التي تحدد العلاقة، على سبيل المثال، رقم الطالب، الاسم، إلخ.
2. الجداول: في النموذج العلائقي، تُحفظ العلاقات في شكل جدول. ويتم تخزينها مع كياناتها. يحتوي الجدول على خاصيتين: الصفوف والأعمدة. تمثل الصفوف السجلات، بينما تمثل الأعمدة السمات.
3. تبل: إنه ليس سوى صف واحد في جدول، يحتوي على سجل واحد.
4. مخطط العلاقة: يمثل مخطط العلاقة اسم العلاقة مع سماتها.
5. الدرجة العلمية: يُطلق على العدد الإجمالي للسمات في العلاقة اسم درجة العلاقة.
6. عدد العناصر في المجموعة: إجمالي عدد الصفوف الموجودة في الجدول.
7. عمود: يمثل العمود مجموعة القيم لسمة محددة.
8. مثال على العلاقة: تُعرَّف العلاقة بأنها مجموعة محدودة من الصفوف في نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية. ولا تحتوي العلاقات على صفوف مكررة.
9. مفتاح العلاقة: يحتوي كل صف على سمة واحدة أو اثنتين أو عدة سمات، والتي تسمى مفتاح العلاقة.
10. نطاق السمة: لكل سمة قيمة ونطاق محددين مسبقًا، وهو ما يُعرف بنطاق السمة.

بعد تحديد المفردات، يصبح الشاغل التالي هو الحفاظ علىping البيانات في تلك العلاقات صحيحة، وهذا هو دور قيود التكامل.

قصصي Integrity القيود

تشير قيود التكامل العلائقي في أنظمة إدارة قواعد البيانات إلى الشروط التي يجب توافرها لصحة العلاقة. وتُستمد هذه القيود العلائقية من القواعد الموجودة في العالم المصغر الذي تمثله قاعدة البيانات.

توجد أنواع عديدة من قيود التكامل. وتنقسم القيود المفروضة على نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية في الغالب إلى ثلاث فئات رئيسية:

1. قيود المجال
2. القيود الرئيسية
3. المراجع Integrity القيود

قيود المجال

يمكن انتهاك قيود المجال إذا لم تظهر قيمة السمة في المجال المقابل، أو إذا لم تكن من نوع البيانات المناسب.

تُحدد قيود النطاق أن قيمة كل سمة في كل صف يجب أن تكون ذرية ومستمدة من النطاق الصحيح. تُحدد النطاقات كأنواع بيانات، والتي تشمل الأنواع القياسية مثل الأعداد الصحيحة، والأعداد الحقيقية، والأحرف، والقيم المنطقية، والسلاسل النصية ذات الطول المتغير.

على سبيل المثال:

CREATE DOMAIN CustomerName
CHECK (value NOT NULL)

يوضح المثال الموضح كيفية إنشاء قيد نطاق بحيث لا يكون اسم العميل فارغًا (NULL).

القيود الرئيسية

السمة التي يمكنها تحديد الصف بشكل فريد في العلاقة تسمى مفتاح الجدول. يجب أن تكون قيمة السمة للصفوف المختلفة في العلاقة فريدة.

على سبيل المثال:

في الجدول المذكور، يُعدّ CustomerID سمة أساسية في جدول Customer. ومن المرجح أن يكون له مفتاح واحد لعميل واحد فقط؛ حيث أن CustomerID = 1 مخصص فقط لـ CustomerName.Googleيتضمن الدليل شرحًا وافيًا لأنواع المفاتيح المختلفة. مفاتيح نظام إدارة قواعد البيانات.

المراجع Integrity القيود

تعتمد قيود التكامل المرجعي في أنظمة إدارة قواعد البيانات على مفهوم المفاتيح الخارجية. المفتاح الخارجي هو سمة مهمة في علاقة ما، ويجب الإشارة إليها في علاقات أخرى. وينشأ قيد التكامل المرجعي عندما تشير علاقة ما إلى سمة مفتاحية في علاقة أخرى، سواء كانت مختلفة أو من نفس العلاقة. ويجب أن يكون عنصر المفتاح هذا موجودًا في الجدول المُشار إليه.

على سبيل المثال:

في المثال أعلاه، لدينا علاقتان، العميل و Billجي.

تمت الإشارة إلى الصف الخاص بـ CustomerID = 1 مرتين في العلاقة Billإذن نحن نعرف اسم العميل "Google"يبلغ مبلغ الفاتورة 300 دولار".

Operaالعلاقات في النموذج العلائقي

يتم تنفيذ أربع عمليات تحديث أساسية على نموذج قاعدة البيانات العلائقية: الإدراج، والتحديث، والحذف، والاختيار.

• تُستخدم عملية الإدراج لإدخال البيانات في العلاقة.
• يتم استخدام الحذف لحذف الصفوف من الجدول.
• يتيح لك التعديل تغيير قيم بعض السمات في المجموعات الموجودة.
• يتيح لك التحديد اختيار نطاق معين من البيانات.

عند تطبيق أي من هذه العمليات، يجب عدم انتهاك قيود السلامة المحددة في مخطط قاعدة البيانات العلائقية.

إدراج Operaالإنتاج

تُعطي عملية الإدراج قيم السمات لصف جديد يجب إدراجه في علاقة.

تحديث Operaالإنتاج

يمكنك أن ترى في جدول العلاقات أدناه أن اسم العميل 'Apple' قد تم تحديثه من غير نشط إلى نشط.

حذف Operaالإنتاج

لتحديد الحذف، يحدد شرط في سمات العلاقة المجموعة المراد حذفها.

في المثال أعلاه، تم حذف اسم العميل "Apple" من الجدول.

قد تؤدي عملية الحذف إلى انتهاك سلامة البيانات المرجعية إذا تمت الإشارة إلى الصف الذي تم حذفه بواسطة مفاتيح خارجية من صفوف أخرى في نفس قاعدة بيانات.

اختر Operaالإنتاج

في المثال أعلاه، اسم العميل "Amazon" تم الإختيار.

النموذج العلائقي مقابل النماذج الهرمية والشبكية

حلّ النموذج العلائقي محلّ منهجين سابقين، ويُفسّر هذا التباين سبب هيمنته. يُبيّن الجدول أدناه النماذج الثلاثة جنبًا إلى جنب.

لأن النموذج العلائقي يتعامل مع البيانات حسب قيمتها بدلاً من التنقل بين الروابط المادية، فإن لغة عالية المستوى مثل SQL يمكن التعبير عن استعلام دون معرفة كيفية تخزين البيانات.

أفضل ممارسات إنشاء نموذج علائقي

• يجب تمثيل البيانات كمجموعة من العلاقات.
• ينبغي توضيح كل علاقة بوضوح في الجدول.
• يجب أن تحتوي الصفوف على بيانات حول حالات الكيان.
• يجب أن تحتوي الأعمدة على بيانات حول سمات الكيان.
• يجب أن تحتوي خلايا الجدول على قيمة واحدة.
• يجب إعطاء كل عمود اسمًا فريدًا.
• لا يمكن أن يكون صفان متطابقين.
• يجب أن تكون قيم السمة من نفس المجال.

مزايا نموذج قاعدة البيانات العلائقية

• بساطة: يُعد نموذج البيانات العلائقية في نظام إدارة قواعد البيانات أبسط من النماذج الهرمية والشبكية.
• الاستقلال الهيكلي: تهتم قاعدة البيانات العلائقية بالبيانات فقط وليس بالبنية، مما يمكن أن يحسن أداء النموذج.
• سهلة الاستخدام: يُعد النموذج العلائقي سهل الاستخدام، حيث أن الجداول المكونة من صفوف وأعمدة طبيعية وبسيطة الفهم.
• إمكانية الاستعلام: وهذا يجعل من الممكن للغة استعلام عالية المستوى مثل SQL تجنب التنقل المعقد في قاعدة البيانات.
• استقلالية البيانات: يمكن تغيير بنية قاعدة البيانات العلائقية دون الحاجة إلى تغيير أي تطبيق.
• القابلة للتطوير: فيما يتعلق بعدد السجلات أو الصفوف وعدد الحقول، يمكن توسيع قاعدة البيانات لتحسين قابليتها للاستخدام.

عيوب النموذج العلائقي

• قلة من قواعد البيانات العلائقية لديها حدود على أطوال الحقول، والتي لا يمكن تجاوزها.
• قد تصبح قواعد البيانات العلائقية معقدة في بعض الأحيان مع ازدياد كمية البيانات وتزايد تعقيد العلاقات بين أجزاء البيانات.
• قد تؤدي أنظمة قواعد البيانات العلائقية المعقدة إلى قواعد بيانات معزولة حيث لا يمكن تبادل المعلومات من نظام إلى آخر.

الأسئلة الشائعة