توابع پایگاه داده شبکه برای مدیریت داده های پیچیده

آشنایی با مدل پایگاه داده شبکه

پایگاه داده شبکه نوعی سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) است که برای مدیریت کارآمد روابط پیچیده داده طراحی شده است. بر خلاف ساختارهای سلسله مراتبی ساده، مدل پایگاه داده شبکه اجازه می دهد تا روابط چندگانه والد-فرزند. بنابراین، برای برنامه هایی که داده ها عمیقاً به هم مرتبط هستند ایده آل است. در نتیجه، همانطور که شرکت‌های مدرن داده‌های بسیار رابطه‌ای را تولید و پردازش می‌کنند، درک اینکه پایگاه داده شبکه چیست، چگونه کار می‌کند و کجا استفاده می‌شود اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.

پایگاه داده شبکه چیست؟

پایگاه داده شبکه یک مدل پایگاه داده است که داده ها را با استفاده از رکوردها و مجموعه ها سازماندهی می کند، جایی که هر رکورد می تواند چندین رکورد والد و فرزند داشته باشد. این قابلیت اتصال چند به چند در واقع مشخصه تعیین کننده مدل پایگاه داده شبکه است. از لحاظ تاریخی، توسط گروه CODASYL (کنفرانس زبان های سیستم های داده) استاندارد شده است و بنابراین اغلب در زمینه DBMS دانشگاهی و سازمانی مورد بحث قرار می گیرد.

به زبان ساده، یک پایگاه داده شبکه اجازه می دهد تا اشیاء داده در یک ساختار نمودار مانند منعطف پیوند داده شوند. در نتیجه، نمایش روابط دنیای واقعی مانند زنجیره تامین، مسیریابی مخابرات و شبکه های تراکنش مالی آسان تر می شود.

معماری پایگاه داده شبکه توضیح داده شده است

معماری پایگاه داده شبکه حول سه جزء اصلی ساخته شده است: رکوردها، مجموعه ها و اشاره گرها. به طور خاص، رکوردها اشیاء داده را نشان می دهند، در حالی که مجموعه ها روابط بین رکوردها را تعریف می کنند. در همین حال، اشاره گرها امکان پیمایش سریع بین رکوردهای مرتبط را فراهم می کنند. در نتیجه، این ساختار مسیرهای دسترسی مستقیم را امکان پذیر می کند و در نتیجه نیاز به عملیات اتصال گران قیمتی که معمولاً در پایگاه داده های رابطه ای یافت می شود را کاهش می دهد.

به دلیل این معماری مبتنی بر اشاره گر، پایگاه داده های شبکه عملکرد بالایی را در سناریوهایی که پیمایش اتصال مکرر و قابل پیش بینی است ارائه می دهد. با این حال، همان جفت تنگ بین داده ها و مسیرهای دسترسی نیز تغییرات طرح واره را پیچیده تر می کند.

نحوه کار یک پایگاه داده شبکه در DBMS

در یک سیستم مدیریت پایگاه داده شبکه، دسترسی به داده ها به جای اعلامی، ناوبری است. به عبارت دیگر، برنامه ها باید به صراحت مسیر مورد نیاز برای بازیابی داده ها را مشخص کنند. اگرچه این رویکرد به برنامه ریزی بیشتری در طول توسعه نیاز دارد، اما در نهایت امکان بازیابی بسیار سریع داده ها را پس از بهینه سازی مسیرهای دسترسی به درستی فراهم می کند.

به عنوان مثال، یک رکورد مشتری می تواند مستقیماً به چندین رکورد سفارش، سوابق فروشنده و سوابق صورتحساب مرتبط شود. بنابراین، مدل پایگاه داده شبکه برای سیستم‌های با تراکنش بالا که در آن اتصالات در منطق تجاری مرکزی هستند، بسیار کارآمد می‌شود.

نمونه های پایگاه داده شبکه های دنیای واقعی

چندین سیستم قدیمی و سازمانی هنوز برای قابلیت اطمینان و عملکرد خود به پایگاه داده های شبکه متکی هستند. نمونه های رایج پایگاه داده شبکه عبارتند از: انبار داده یکپارچه (IDS)، IDMS (سیستم مدیریت پایگاه داده یکپارچه) و TurboIMAGE. این سیستم ها به طور گسترده در صنایعی استفاده می شوند که یکپارچگی داده ها و پردازش رابطه ای حیاتی هستند.

حتی امروزه، مفاهیم مدل پایگاه داده شبکه بر پایگاه داده های گراف مدرن و پلت فرم های داده رابطه ای تأثیر می گذارد.

موارد استفاده از پایگاه داده شبکه

موارد استفاده از پایگاه داده شبکه در درجه اول در محیط هایی با اتصالات پیچیده و پایدار یافت می شود. سیستم های مخابراتی از پایگاه داده های شبکه برای مدیریت مسیریابی تماس و داده های مشترکین استفاده می کنند. بانک ها و مؤسسات مالی برای پردازش تراکنش ها و روابط حساب ها به آنها متکی هستند. سیستم های تولید و زنجیره تامین از توانایی خود برای نشان دادن وابستگی های چند سطحی بین تامین کنندگان، اجزا و محصولات بهره می برند.

در تمام این موارد، توانایی مدل‌سازی کارآمد روابط چند به چند، مزیت کلیدی رویکرد پایگاه داده شبکه است.

مزایای پایگاه داده های شبکه

مزیت اصلی مدل پایگاه داده شبکه عملکرد آن است. اشاره گرهای نوشتن مستقیم زمان اجرای پرس و جو را کاهش داده و سرعت دسترسی به داده ها را بهبود می بخشد. پایگاه داده های شبکه همچنین در نمایش روابط پیچیده ای که مدل سازی با استفاده از پایگاه های داده سلسله مراتبی دشوار است، برتری می یابند.

علاوه بر این، افزونگی داده ها به حداقل می رسد زیرا روابط به جای تکرار در جداول، به طور صریح تعریف شده اند.

محدودیت های پایگاه داده شبکه

با وجود نقاط قوت، پایگاه داده های شبکه همیشه بهترین انتخاب نیستند. مدل دسترسی ناوبری آنها پیچیدگی برنامه را افزایش می دهد و به توسعه دهندگان ماهر نیاز دارد. اصلاحات طرحواره می تواند دشوار و وقت گیر باشد، و آنها را نسبت به پایگاه داده های رابطه ای در محیط هایی که به سرعت در حال تغییر هستند، انعطاف پذیرتر می کند.

این محدودیت‌ها به همین دلیل است که بسیاری از برنامه‌های کاربردی مدرن پایگاه‌های داده رابطه‌ای یا NoSQL را ترجیح می‌دهند، اگرچه پایگاه‌های داده شبکه هنوز در موارد استفاده خاص عملکرد بسیار خوبی دارند.

پایگاه داده شبکه در مقابل پایگاه داده رابطه ای (مقایسه):

آیا پایگاه داده شبکه امروزی مرتبط است؟

در حالی که پایگاه های داده شبکه های سنتی در پروژه های جدید کمتر رایج هستند، اصول آنها بسیار مرتبط باقی می ماند. پایگاه داده های گراف مدرن و مدل های داده های رابطه ای به شدت از مفهوم پایگاه داده شبکه وام گرفته اند. برای سازمان هایی که داده های عمیقاً بهم پیوسته را مدیریت می کنند، درک مدل پایگاه داده شبکه ارزشمند باقی می ماند.

سوالات متداول