الأسبوع 8 · الوحدة ٩ «قواعد البيانات»: لماذا نستخدم قاعدة بيانات، الجداول والسجلات والحقول، نماذج القواعد، العمليات العلائقية، نظم المعلومات · 3 دروس
1
لماذا تتفوق قاعدة البيانات على قوائم متفرقة
ICT Secondary 1 Term 1, Chapter 9: pp. 124–134
الهدفأشرح لماذا تتفوق قاعدة البيانات على القوائم المنفصلة، وأسمّي الصفوف والأعمدة والمفاتيح.
كلمات جديدة
السجل (record) · صف واحد من الجدول: كل الحقائق عن شيء واحدالحقل (field) · عمود واحد من الجدول: نوع واحد من الحقائقالمفتاح الأساسي (primary key) · حقل تختلف قيمته في كل صفقاعدة البيانات العلائقية (relational database) · جداول مرتبطة بحقل مشترك بينها
الشرح
تخيل نادي مكتبة في مدرسة يحتفظ بقائمة ورقية للمستعيرين وقائمة أخرى للكتب وثالثة للغرامات. يُنسخ اسم العضو نفسه وفصله في كل قائمة. وهذا يسبب مشكلات: فقد تُكتب الحقيقة نفسها بصورتين مختلفتين في قائمتين (عدم الاتساق: ليست الحقيقة نفسها واحدة في كل مكان)، ويلزم إجراء التغيير مرات كثيرة، وتتسلل الأخطاء (فتتوقف البيانات عن أن تكون صحيحة وسليمة، وهذا فقد للسلامة). وتحل قاعدة البيانات ذلك بحفظ البيانات في جداول ذات بنية ثابتة. للجدول صفوف تسمى سجلات وأعمدة تسمى حقولًا. والمفتاح الأساسي حقل تختلف قيمته في كل صف، مثل رقم العضو، فيمكن الوصول إلى السجل دون التباس. والأسماء ليست مفاتيح جيدة لأن عضوين قد يشتركان في الاسم. وهناك نماذج لقواعد البيانات: الهرمي (شجرة: لكل عنصر أب واحد)، والشبكي (قد يكون للعناصر روابط كثيرة)، والعلائقي (جداول منفصلة مرتبطة بحقل مشترك). والنموذج العلائقي هو الأكثر شيوعًا. ونظام إدارة قاعدة البيانات هو البرنامج الذي يخزن البيانات ويتحكم فيمن يقرأها أو يغيّرها ويحافظ عليها. وفي قاعدة البيانات العلائقية تُخزَّن كل حقيقة مرة واحدة في الجدول المناسب، وتشير إليها الجداول الأخرى بمفتاحها.
الأعضاء
رقم العضو
الاسم
الفصل
M1
هناء
1A
M2
عمر
1B
M3
ليلى
1A
M4
كريم
1C
أمثلة محلولة
الإعارات
رقم الإعارة
رقم العضو
رقم الكتاب
L1
M1
B2
L2
M2
B3
L3
M1
B3
L4
M3
B1
L5
M4
B2
جداول النادي الثلاثة هي الأعضاء والكتب والإعارات. مفتاح جدول الأعضاء هو رقم العضو. ويشير جدول الإعارات إلى العضو والكتاب بمفتاحيهما فقط (M1، B2)، فيُخزَّن اسم العضو مرة واحدة. وإذا غيّرت هناء فصلها تتغير خلية واحدة فقط.
الكتب
رقم الكتاب
العنوان
الموضوع
B1
المركب الصغير
قصة
B2
خرائط ونجوم
علوم
B3
حيوانات الصحراء
علوم
B4
الطبخ في البيت
هواية
لماذا الاسم مفتاح أساسي ضعيف؟ لو كان عضوان اسمهما عمر لما دلّ الاسم على صف واحد. أما رقم العضو فأفضل: فالرقم M2 لا يكون إلا لعضو واحد. وتعرض الصورة جدول الكتب ومفتاحه رقم الكتاب.
نشاط الفصل
صمم على الورق جدولين ليوم رياضي في الفصل: جدول للتلاميذ (له مفتاح) وجدول للمسابقات. ثم قرر ماذا يحتاج جدول ثالث للمشاركات ليقول من يشارك في أي مسابقة دون تكرار الأسماء.
تدرّب
1
ما السجل وما الحقل؟
السجل صف (كل الحقائق عن شيء واحد)؛ والحقل عمود (نوع واحد من الحقائق).
2
لماذا يجب أن يختلف المفتاح الأساسي في كل صف؟
ليمكن الوصول إلى سجل واحد دون التباس.
3
أي نموذج لقواعد البيانات يربط جداول منفصلة بحقل مشترك؟
النموذج العلائقي.
4
اذكر مشكلة واحدة في حفظ البيانات نفسها في قوائم منفصلة كثيرة.
مثلًا: قد تختلف الحقيقة نفسها بين القوائم، ويلزم إجراء التغيير الواحد مرات كثيرة.