پایگاه داده یا دیتابیس چیست؟ تعریف و انواع + تفاوت با بلاکچین

قبل از پرداختن به موضوع تفاوت پایگاه داده با بلاکچین، اطلاعات کامل و مفصلی در خصوص اینکه پایگاه داده یا دیتابیس چیست خواهیم داد. غیر ممکن است که در حوزه تکنولوژی و فناوری فعالیت داشته باشید اما نام پایگاه داده یا دیتابیس (database) به گوشتان نخورده باشد. از عبارت بانک اطلاعاتی نیز، به عنوان جایگزین برای عبارت پایگاه داده یا دیتابیس استفاده می‌شود. به بیان ساده‌تر، پایگاه داده به مجموعه نظم یافته از داده و یا دیتا گفته می‌شود که در حالت الکترونیکی در سیستم‌های کامپیوتری ثبت شده و به همان شکل الکترونیکی قابل دستیابی هستند. حال این داده یا دیتا می‌تواند تصاویر، فایل‌ها، اطلاعات مهم و امنیتی و … باشند. به عبارتی، ثبت و ذخیره نام، هویت، مشخصات ظاهری در سیستم کامپیوتری یک اداره با عنوان بانک اطلاعاتی یا پایگاه داده شناخته می‌شوند. سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) وظیفه نظارت و کنترل بر بانک اطلاعاتی را به عهده دارد.

دیتابیس چیست؟

ایجاد و شکل گیری پایگاه داده از سال 1960 مورد توجه قرار گرفت. همانطور که پیش‌تر ذکر شد؛ صندوق اطلاعاتی افراد یا شرکت‌ها در قالب پایگاه داده یا همان دیتابیس ذخیره و نگهداری می‌شوند. نظم و انسجام خاصی در پایگاه‌های داده وجود دارد. به عنوان مثال، سطرها و ستون‌های منظمی به داده‌ها اختصاص یافته است. همین امر باعث می‌شود تا دسترسی به اطلاعات نیز، راحت و آسان شود. علاوه بر این، در صورت سازماندهی اطلاعاتی، مدیریت، نظارت، به روز رسانی و پردازش آنها نیز، با موفقیت انجام می‌شود.

زبان پرس و جو ساخت یافته در ایجاد انواع دیتابیس لازم و ضروری است. این زبان با عنوان (SQL) شناخته می‌شود. مثال‌های بسیار زیادی می‌توان به عنوان نمونه پایگاه داده ذکر شد. دفتر تلفن الکترونیکی که لیست شماره‌ها افراد در آن موجود است و یا اطلاعات مربوط به خریدار و فروشنده ملک و زمین در دفتر املاکی و … نمونه‌های بارزی از پایگاه داده هستند. در بانک اطلاعاتی سلسله مراتبی حالت درختی وجود داشت که داده‌ها و اطلاعات توسط یک لینک به هم وصل می‌شدند. در حالی که در پایگاه داده یا دیتابیس شبکه چندین رابطه و ارتباط قابل انجام است. البته پایگاه‌های داده نیز، با توجه به انعطاف پذیری خود انواع مختلفی دارند که در ادامه به آنها می‌پردازیم.

انواع دیتابیس

دیتابیس به انواع مختلفی از جمله بانک اطلاعاتی رابطه‌ای، توزیع شده، شی گرا، NoSQL، سلسله مراتبی، مبتنی بر فایل، شبکه‌ای، گراف، نموداری، OLTP، منبع باز، ابری، چند وجهی، خودران و انبار داده تقسیم بندی می‌شوند. سال 1980 اوج محبوبیت دیتابیس رابطه‌ای بود و در سال 1990 پایگاه داده شی گرا روی کار آمد. با رشد اینترنت و افزایش سرعت پردازش اطلاعات، پایگاه داده  NoSQL حرفی برای گفتن داشت. بعدها پایگاه داده‌های خودران و ابری نیز رشد و توسعه مطلوبی در پیش گرفتند. حال اگر موافق باشید به بررسی انواع دیتابیس بپردازیم.

شیءگرایی در تعریف دیتابیس

داده‌هایی که در این database ذخیره می‌شوند به صورت اشیا مشاهده می‌شوند. ذخیره سازی از داده‌ها و اطلاعات مختلف از وظایف اصلی این پایگاه داده است. اشیای ذخیره شده در پایگاه شیءگرا با ویژگی‌های متمایز خود، نوع استفاده از اطلاعات را مشخص می‌کنند. به عنوان مثال، PostgreSQL یک پایگاه داده متن باز رابطه‌ای شیءگرا می‌باشد.

• پایگاه داده رابطه ای

در دیتابیس رابطه‌ای (RDBMS)  همانطور که از نامش پیداست با سازماندهی اطلاعات در سطرها و ستون‌های منسجم، دسترسی و روابط بانک اطلاعاتی را تسریع و آسان می‌کند. به نظر می‌رسد این نوع به عنوان یک بانک اطلاعاتی رایج و محبوب شناخته می‌شود. کاربران با استفاده از این دیتابیس می‌توانند عملیات نوشتن و خواندن، بررسی و تحلیل و گزارش گیری را انجام دهند. از دیتابیس رابطه‌ای به عنوان انعطاف پذیرترین پایگاه داده یاد می‌شود.  بانک‌های اطلاعاتی مانند Microsoft SQL Server، MySQL و Oracle نیز، نمونه‌هایی از بانک اطلاعاتی رابطه‌ای هستند. سبد خرید مشتری و ثبت آنلاین محصولات برای خرید نیز، نمونه مناسبی از این نوع پایگاه داده است.

• پایگاه داده NoSQL

NoSQL به منظور سازماندهی اطلاعات عظیمی از دیتاهای توزیع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر قصد دارید تا عملکردهای حجیم و کلان را مورد حل و بررسی قرار دهید پیشنهاد می‌شود از وجود  NoSQL نهایت بهره را ببرید. علاوه بر این، با استفاده از این پایگاه داده تحلیل داده‌ها در فضای ابری نیز، کاملا راحت و آسان است. به بیان ساده‌تر، نام دیگر این دیتابیس، پایگاه داده غیر رابطه‌ای می‌باشد. برنامه‌های کاربردی بهترین پلتفرم برای اجرای بانک اطلاعاتی NoSQL هستند. عملکرد این پایگاه داده چیزی در خلاف پایگاه داده رابطه‌ای است. دیتابیس‌های MongoDB ،Cassandra ،Elasticsearch و HBase از این نوع استفاده می‌کنند.

• پایگاه داده توزیع شده

همانطور که از نام پایگاه داده توزیع شده مشخص است، داده‌ها و اطلاعات در سیستم‌های رایانه‌ای مختلف پخش شده‌اند. به عبارتی در تمام سیستم‌هایی که اطلاعات پخش شده‌اند یک عملکرد یکسان انجام می‌شود. مهمترین مزیت استفاده از این دیتابیس افزایش امنیت،  آسایش در توسعه و پردزش سریع می‌باشد.

• دیتابیس OLTP

از  OLTP  یا ( Online transaction processing ) به عنوان یک بانک اطلاعاتی سریع یاد می‌شود. برای انجام تراکنش‌های آنلاین از این بانک اطلاعاتی استفاده می‌شود. این دیتابیس توسط چند کاربر مختلف اجرا و مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارتی اگر موضوع عملیات سنگین مطرح باشد، OLTP انتخاب مناسبی خواهد بود.

• انبارهای داده یا Data Warehouse

وجود مخزن مرکزی و عظیم برای ذخیره سیستم‌های دیتا که دارای اطلاعاتی تاریخی که قرار است از بخش‌های شخصی یا عمومی انتقال داده شوند توسط دیتابیس انبارهای داده انجام می‌شوند. این دیتابیس تحلیل را آسان کرده و در حالت کلی برای پردازش سریع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• بانک اطلاعاتی خودران

از پایگاه داده خودران به عنوان مدرن‌ترین دیتابیس یاد می‌شود. علاوه بر این این دیتابیس‌ها مستقل و ابری نیز، هستند. تنظیم اتوماتیک سیستم از جمله بک آپ گیری، به روز رسانی و وظایف مدیریتی برای این پایگاه داده مورد توجه است. به عبارتی نیاز به کنترل کاربر نیست و تمام عملیات به صورت خودکار انجام می‌شود. استفاده از این پایگاه داده علاوه بر تسریع در انجام امور با افزایش امنیت نیز، همراه است، چرا که مشکلات و خطای نیروی انسانی در آن معنایی ندارد.

کاربرد پایگاه داده یا دیتابیس چیست؟

پایگاه داده از سازماندهی اطلاعات دانش آموزان در مدرسه تا بهبود عملیات کسب و کار در ابعاد جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، سازمان‌های مختلف، بیمارستان‌ها، ادارات، شرکت‌ها، افراد و … می‌توانند از قابلیت‌های متمایز و جالب آن برای ساماندهی اطلاعات مربوط به خود استفاده کنند.

در تعریف دیتابیس چه اجزایی وجود دارد؟

در مطالب بالا به انواع دیتابیس و عملکرد متفاوت آن‌ها اشاره کردیم اما بهتر است بدانید در تعریف دیتابیس اجزای یکسان و اصلی وجود دارد. سخت افزار، نرم افزار، داده‌ها یا اطلاعات، زبان برنامه نویسی به منظور دسترسی به اطلاعات که رایج‌ترین آنها SQL است و روال (Procedure) که نوع و نحوه مدیریت و عملکرد را مشخص می‌کنند، اجزای اصلی تشکیل دهنده تمام دیتابیس‌ها هستند. جدول، ردیف، ستون، موجودیت و نوع نیز، اصطلاحات رایج در پایگاه داده می‌باشند.

حال که با مفهوم کلی و تعریف دیتابیس آشنا شدیم، اطلاعات مختصر و کاملی هم درباره بلاکچین داده و به موضوع تفاوت آن با بلاکچین بپردازیم.

بلاکچین چیست؟

بلاکچین هم مانند پایگاه داده عملیات مشابهی انجام می‌دهد اما به صورت توزیع شده است و متمرکز نیست. بلاکچین به یک دفتر غیرمتمرکز و توزیع شده گفته می‌شود که وظیفه ثبت و ذخیره اطلاعات معاملاتی در ارزهای دیجیتال را بر عهده دارد. بلاکچین به صورت اشتراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بلاک‌های اطلاعاتی شامل زمان و تاریخ معاملات، مشخصات مربوط به فروشندگان و خریداران و امضاهای دیجیتال هستند. امضای دیجیتال در هر یک از بلاکچین خاص و منحصر به فرد است. به عنوان مثال شما با نام کاربری و رمز عبور مختص به خود وارد یک سایت فروشگاهی شده و خرید انجام می‌دهید.

بلاکچین‌ها می‌توانند حدود هزاران تراکنش و معامله را در خود ثبت و ذخیره کنند. استفاده از بلاکچین‌ها به دلیل جلوگیری از حمله‌های سایبری، افزایش توان پردازشی و وجود بیت کوین‌ها و ارزهای دیجیتال مورد توجه عموم قرار گرفته است. مراحل ایجاد بلاکچین به این صورت است که در ابتدا باید معامله‌ای صورت گرفته و تایید شود، سپس معامله ذخیره شده و بلاک مورد نظر از طریق هش به بلاکچین اضافه شود. بلاکچین‌ها در انواع مختلف خصوصی، عمومی، کنسرسیومی و هیبریدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهمترین مزیت بلاکچین‌ها عدم دستکاری اطلاعات است که این شرایط، باعث افزایش امنیت می‌شود. برای کسب اطلاعات کامل درباره بلاکچین می‌توانید مقاله بلاکچین چیست را مطالعه نمایید.

تفاوت پایگاه داده با بلاکچین

تا حدود زیادی با مفهوم دیتابیس یا پایگاه داده و بلاکچین آشنا شدیم. حال بهتر می‌توانیم به بررسی تفاوت آنها با یکدیگر بپردازیم. تکنولوژی بلاکچین با ورود خود به بازارهای دیجیتالی در سال 2008 گام بسیار مهم و بزرگی در جهت ذخیره داده‌ها برداشت. حال سوال ما این است، این دو پلتفرم که ثبت و ذخیره داده‌ها و اطلاعات را انجام می‌دهند، چه تفاوتی با یکدیگر دارند. به عبارتی، تفاوت پایگاه داده و بلاکچین در چیست؟

به نظر می‌رسد پایگاه داده یا دیتابیس شبکه‌های مشتری سرور (Client-server) را مورد توجه قرار می‌دهند. به عبارتی در این نوع شبکه‌ها کاربر با عنوان مشتری معرفی می‌شود. در این صورت قادر به تغییر در داده‌های ذخیره شده روی سرور و یا همان رایانه است. البته قبل از اینکه کاربر وارد عمل شده و اقدام به کنترل و نظارت بر داده‌ها نماید، توسط مراجع مرتبط آزمایش و سنجش می‌شود.

امنیت داده‌ها در این شرایط، حتی در زمان به خطر افتادن مراجع مرتبط، کاهش می‌یابد. به عنوان مثال یک سایت خبری معتبر را در نظر بگیرید. درست است که تمام اطلاعات زیر نظر یک مرجع واحد و مطمئن کنترل می‌شود اما کاربران نیز، می‌توانند با حساب کاربری خود وارد شده و اطلاعات تغییر داده یا حذف نمایند. امنیت موجود در پایگاه داده بلاکچین بسیار بیشتر از پایگاه داده شبکه می‌باشد. به عبارتی، وجود چندین نود یا گره کامپیوتری در بلاکچیبن باعث می‌شود تا داده‌های ورودی با دقت بررسی شده و سپس به بلاکچین اضافه شوند. در اضافه نمودن اطلاعات به بلاکچین باید تمام نودها با یکدیگر هم رای و هم نظر باشند. همین امر باعث افزایش امنیت در بلاکچین می‌شود زیرا دستکاری و سانسور با دشواری هموار است.

افزایش امنیت بلاکچین‌ها به خاطر وجود اثبات کار یا اثبات اجماع است. به عبارت ساده‌تر، در اثبات کار فضای رقابتی در بلاکچین حاکم شده و افراد و کاربران و یا به اصطلاح ماینرها با پاسخ دهی سریع به معما طراحی شده اقدام به ایجاد بلاک جدید می‌کنند. در اثبات اجماع نیز، کاربران با عنوان گره وارد شبکه می‌شوند و با اضافه کردن دارایی‌های خود به شبکه متصل می‌شوند. سپس شبکه به طور تصادفی، افرادی را برای انجام تراکنش‌ها انتخاب می‌‌کند.

• تفاوت پایگاه داده با بلاکچین در شفافیت

به نظر می‌رسد، مهمترین تفاوت پایگاه داده با بلاکچین یکپارچگی و شفافیت شبکه می‌باشد. به بیان ساده‌تر، ارزش گذاری و راستی آزمایی داده‌ها به صورت عمومی انجام می‌شود. منظور از شفافیت و یکپارچگی، اطمینان کاربران از نظارت درست بر پیوستن بلاک‌ها به بلاکچین و بازیابی اطلاعات بکر و بدون تغییر است.

• تفاوت پایگاه داده با بلاکچین در نوعِ استفاده از آن

یکی دیگر از تمایزات و تفاوت پایگاه داده با بلاکچین، در خصوص نحوه استفاده و عملکرد این دو پلتفرم است. به بیان ساده‌تر، در پایگاه داده، عملیات خواندن، ایجاد، به روز رسانی و حذف قابل انجام است. به این عملیات کراد (CRUD) گفته می‌شود. در حالی که کاربران در بلاکچین فقط امکان اضافه کردن دارند. به عبارتی، اطلاعات قبلی هیچ گونه دسترسی به کاربر برای ویرایش یا حذف نمی‌دهند. خواندن و نوشتن عملیات اختصاصی برای بلاکچین هستند که به کاربر اجازه درخواست، بازیابی و نوشتن، افزودن داده را می‌دهد.

• مدیریت غیر متمرکز مهمترین تفاوت پایگاه داده با بلاکچین

تفاوت پایگاه داده با بلاکچین در کنترل و مدیریت غیر متمرکز نیز، قابل مشاهده است. به بیان ساده‌تر، در database که پلتفرم متمرکز است، دسترسی و خدشه دار نمودن اطلاعات قابل انجام است. با این حساب، دقت به زیر ساخت‌های امنیتی از اولویت‌های اصلی به شمار می‌رود. در حالی که بلاکچین‌ها ثبت و ذخیره سازی غیر متمرکز وجود دارد. به عبارت ساده‌تر در پایگاه‌های داده نیاز به مدیریت و کنترل خاص و متمرکز احساس می‌شود. مدیری برای کنترل و نظارت بر کارها تعبیه شده است که نقش‌ها را مشخص کرده و عملیات کاربران را ساماندهی می‌کند. در حالی که بلاکچین‌ها کار خود را به طور جداگانه و مستقل انجام می‌دهند.

• تفاوت پایگاه داده با بلاکچین در بحث هزینه ها

یکی دیگر از مهمترین تفاوت‌های database با بلاکچین در هزینه مربوط به آنها است. به عبارتی، هزینه اجرای دیتابیس یا بانک اطلاعاتی بسیار کمتر از بلاکچین است. البته هزینه کم و امنیت پایین نسبت به بلاکچین مورد توجه است. در مقابل، بلاکچین‌ها هزینه بالا و امنیت مضاعفی دارند. برنامه آینده نگرانه نیاز به یک پلتفرم امنیتی و کاربردی دارد چرا که سازمان یا ارگان خاصی به منظور کنترل و مدیریت اطلاعات وجود ندارد. با وجود امنیت بالا، نیازی به ایمن سازی نمی‌باشد. سازمان و یا شرکت‌ها قبل از اینکه بخواهند دیتابیس و یا بلاکچین را برای ثبت و ذخیره اطلاعات خود انتخاب کنند باید نیاز و نوع کاری خود را مورد توجه قرار دهند. اگر اطلاعات آنها نیاز به محافظت‌های امنیتی دارد، بلاکچین‌ها گزینه مناسبی می‌باشند.

• تفاوت ساختار پایگاه داده با بلاکچین

تفاوت database با بلاکچین در ساختار آنها را مورد بررسی قرار می‌دهیم. در پایگاه داده پروسه مشتری و سرور برقرار است. از همین رو در فضاهای کوچک و بزرگ قابلیت استفاده دارد. در حالی که ساختار بلاکچین توزیع شده و همتا به همتا است. درست است که داده‌ها و پلتفرم آن دارای یک مدیر واحد نیست اما اطلاعات به صورت رمزگذاری شده رد و بدل می‌شوند.

کلام آخر

در این مقاله به این موضوع که دیتابیس یا پایگاه داده چیست پرداختیم و تمام نکات مرتبط به تفاوت آن با بلاکچین را به طور کامل و مفصل توضیح دادیم. امیدوارم بعد از مطالعه این مقاله، درک و آگاهی درستی از دیتابیس و بلاکچین داشته باشید.

سوالات متداول

دیتابیس چیست؟

دیتابیس یا پایگاه داده به مجموعه داده‌های ساختاریافته گفته می‌شود که با اهداف مختلف از آن‌ها نگهداری می‌شود.

کاربرد پایگاه داده چیست؟

سازمان‌های مختلف، بیمارستان‌ها، ادارات، شرکت‌ها و افراد می‌توانند از پایگاه داده برای ساماندهی اطلاعات مربوط به خود استفاده کنند.