قواعد البيانات هي إحدى العناصر الأساسية لتطوير مشاريع البرمجيات والأنظمة، لأنها المصدر الرئيسي للبيانات التي تغذي هذه الأنظمة أثناء عملها. ويعد تطوير قواعد البيانات خبرة محورية لصناعة قواعد البيانات وجعلها مؤهلة للاستجابة لمتطلبات مطوري الأنظمة.
يتضمن تطوير قواعد البيانات تطوير هذه الأنظمة وصيانتها، بحيث يمكن للشركات أن تظل منظمة وتستخدم بياناتها بشكل فعال.
فما هي خبرة تطوير قواعد البيانات؟ ماهي مجالات عملها وما أهميتها؟ ما هي الكفاءات والشواهد العلمية المطلوبة؟ وما هي الوظائف المتوفرة في هذا المجال؟
تطوير قواعد البيانات هي عملية تصميم، وإنشاء قاعدة بيانات أو نموذج للبيانات، وتحليل المتطلبات والأفكار من خلال تمثيلها على شكل بيانات. يهدف تطوير البيانات إلى إنشاء بنية متكاملة تمكن من تخزين واستخراج البيانات بفعالية وكفاءة.
يجب أن يمتلك مطور قواعد البيانات القدرة على تلبية احتياجات العمل، وتتضمن هذه الخبرة تصميم هيكل جداول البيانات، وإنشاء الفهرس، وتطوير الإجراءات Procedures، والمحفزات Triggers، وعادة ما تكون قواعد البيانات العلائقية هي الخيار الأفضل؛ لتخزين ومعالجة كميات هائلة من البيانات.
قاعدة البيانات هي مجموعة من البيانات المنتظمة داخل مخزن إلكتروني على مستوى نظام كمبيوتر. يعمل نظام إدارة قواعد البيانات على إدارة هذه البيانات، ويوفر إمكانية الوصول إليها انطلاقًا من الأنظمة المعلوماتية المختلفة. وتُحفظ البيانات على مستوى جداول على شكل صفوف وأعمدة حتى يكون استخدامها بكفاءة عالية ممكنًا، وذلك لأجل تسهيل الوصول إليها، وتغييرها وإنشاء بيانات جديدة.
تمكن قواعد البيانات من تنظيم وإدارة موارد العملاء، ولها استخدامات في عدة مجالات، مثل:
تتكون دورة حياة تطوير قواعد البيانات من عدة مراحل كالتالي:
ترتبط مرحلة التخطيط ببداية دورة حياة تطوير قاعدة البيانات، والهدف الأساسي من التخطيط وذلك هو تحديد إطار العمل، ومتطلبات قاعدة البيانات وفقًا لطلب العميل. يوفر التخطيط أيضًا معلومات حول الإطار الزمني المطلوب لإنشاء المشروع، وتحديد الميزانية المخصصة لذلك. تهدف هذه المرحلة إلى تحديد الوظائف المطلوبة لإنجاز المشروع وأهداف كل عنصر ضمن فريق العمل.
يجب أن توضح هذه المرحلة توقعات جميع أصحاب المصلحة فيما يتعلق بالنظام الجديد الذي ستدعمه قاعدة البيانات المستقبلية. وتتضمن هذه المرحلة التأكد من تحديد جميع المتطلبات الاستراتيجية: نطاق النظام، والمتطلبات الفنية الرئيسية، والأدوات لكل مرحلة من مراحل تطوير قاعدة البيانات. ويتضمن تحليل المتطلبات أيضًا اختيار أهداف قاعدة البيانات، وتوضيح الاحتياجات المتعلقة بالبيانات لمختلف الإدارات ومديرو الشركة، وإنشاء متطلبات الأجهزة والبرامج.
وبالتالي، تشتمل مرحلة تحليل المتطلبات على نشاطين رئيسيين:
عادة ، يتخذ المحللون الخطوات التالية لإجراء تحليل شامل للمتطلبات:
يعد تصميم قواعد البيانات جزءً أساسيًا من تطوير قواعد البيانات، وتتضمن دورة تطوير قاعدة البيانات الكاملة تصميمها المفاهيمي والمنطقي والمادي. الأهداف الرئيسية في هذه المرحلة هي:
يجب أن يفي نموذج البيانات الأمثل بالمعايير التالية: الصلاحية الهيكلية، والبساطة، وإمكانية التوسع، وإمكانية الاستخدام المشترك.
عمومًا، الخطوات الرئيسية لتصميم قاعدة البيانات
تهدف هذه المرحلة إنشاء قاعدة البيانات، ومختلف مكوناتها وفقًا لنتائج مرحلة التصميم. يتمثل ذلك في اختيار أدوات قواعد البيانات المتاحة، وبيئة العمل ونظام إدارة البيانات، وتثبيته على خادم جديد أو خوادم محضرة مسبقًا، كما يمكن استخدام خادم افتراضي Virtualization وهو ما تتجه إليه التكنولوجيات الجديدة. تهدف هذه العملية إلى إنشاء بديل افتراضي لمختلف الموارد الفيزيائية من خلال استعمال برامج.
الهدف من الاختبار هو الكشف عن الأخطاء في تصميم، وتنفيذ قاعدة البيانات وهيكلها والقيود وما يرتبط بها من دعم المستخدم والإدارة. فبدون اختبار مناسب، لن يكون لدى المستخدمين ثقة كبيرة في معالجة بياناتهم.
يُقارَن خلال هذه المرحلة العمل المنفذ مع المتطلبات من خلال عدة تجارب، واختبارات عملية يخضع لها النظام الجديد. في نهاية هذه العملية، يقرر فريق العمل قبول المشروع في تقرير مفصل عن الاختبارات المنفذة أو رفضه، مع تحديد سلسلة الأخطاء التي يجب تصحيحها وذلك بمراجعة لعمليات التحليل، والتصميم، والتنفيذ.
تستمر هذه العملية حتى بعد بدء تشغيل قاعدة البيانات من طرف العميل، وتحرص على الاستمرار في تقديم الخدمات المطلوبة، وتشمل أيضًا طلبات توسيع قاعدة البيانات لإضافة ميزات جديدة.
يعمل مدير قاعدة البيانات على فحص روتيني وإصلاح يومي، وهذا يضم إنشاء النسخ الاحتياطية وحل المشاكل الناجمة عن استعادة البيانات.
تضم هذه العملية أعمالا أخرى أهمها الرفع من كفاءة قاعدة البيانات، إدارة حقوق الوصول للبيانات، وإعادة تشغيل قاعدة البيانات أثناء حدوث مشاكل، أو إعادة تشكيل بعض الأجزاء التالفة، من خلال استخدام النسخ الاحتياطية وأدوات مختلفة، كما ينخرط مدير قاعدة البيانات في اختبارات ما بعد حل المشاكل.
تشتمل خبرة تطوير قواعد البيانات إلى عدة مراحل، والتي بدورها تطلب مهارات مختلفة، وفيما يلي المهارات الأساسية التي تحتاجها الخبرة:
يتمثل هذا في فهم تركيب قواعد البيانات، وطريقة استجابتها لمختلف الأوامر التي يصدرها المستخدم، وكيفية الوصول إلى مختلف البيانات من خلال الأدوات التي يوفرها مزود الخدمة، وفهم العلاقة بين مختلف الجداول، والشروط التي يجب احترامها أثناء العمل عليها.
يحتاج مطور قاعدة البيانات إلى معرفة المنظمة التي يصمم قاعدة بيانات منها؛ للتخطيط الفعال لتصميم قاعدة البيانات. تصف نماذج البيانات كيانات العالم الحقيقي مثل العميل والخدمة والمنتجات، والعلاقات بينهم. توفر نماذج البيانات تمثيلًا للعلاقات في قاعدة البيانات، وتساعد المطور على تصميم نموذج لمتطلبات العمل، وترجمة متطلبات العمل إلى علاقات، وتُستخدم أيضًا لتبادل المعلومات بين المطورين وأصحاب الأعمال.
الإجراء المخزن هو مجموعة مترجمة مسبقًا من أمر أو أكثر من أوامر لغة SQL التي تؤدي مهمة معينة. أما مشغل قاعدة البيانات هو رمز يُنفذ تلقائيًا كاستجابة لحدث معين. وبالتالي ، يمكن أن تساعد هذه الأشياء في أتمتة العديد من المهام، على سبيل المثال ليست هناك حاجة لكتابة أمر SQL بالكامل لإدراج أو تحديث، أو حذف البيانات في قاعدة بيانات SQL.
هي مجموعة من العمليات التي تُبرمج عن طريق لغة PL/SQL، وتسمى وتُحفظ لإعادة استخدامها لاحقًا لأداء مهام مختلفة على البيانات.
هي عملية من ثلاث مراحل تبدأ باستخراج البيانات وتحويلها -تنظيفها وتعقيمها وتنقيتها- وتحميلها في حاوية بيانات الإخراج.
أهمها SQL ،T-SQL، و PL/SQL، وذلك من خلال فهم طريقة كتابة الأوامر للتفاعل مع قاعدة البيانات وحل مشاكلها وإدارتها.
تعد قواعد البيانات كثيرة، ومن ضمنها DB2 وOracle ولها شعبية واسعة لدى العديد من الشركات.
تساعد على إنشاء برامج لأداء مهام على البيانات، كما يساعد فهم اللغات البرمجية على التعامل مع برامج تستخدم البيانات.
هي قواعد البيانات التي لا تعتمد على لغة SQL.
وذلك لأنها المصدر الأول للبيانات.
تمكن هذه الأجهزة Hardware المطور من إنشاء قاعدة البيانات من خلال توفير بيئة فيزيائية مثل الكمبيوتر، والخوادم، وتساعد البرامج Software أيضًا المطور في مختلف مراحل العمل مثل أدوات النسخ الاحتياطية، وأدوات عرض جداول قواعد البيانات وإدارتها.
خاصة لفهم المتطلبات في أولى مراحل التطوير، وصولًا إلى مرحلة إصلاح قاعدة البيانات.
وذلك لما تحتاجه من مهارات لدراسة شاملة حول تطوير المشروع، ومعرفة التكلفة المطلوبة لذلك.
تتطلب خبرة تطوير قواعد البيانات، إلى مؤهل علمي متخصص كحد أدنى شهادة البكالوريوس أو الماجستير في التخصصات التالية:
تتجلى أهمية تطوير قواعد البيانات في إنشاء وصيانة قواعد البيانات بهدف حفظ واستعادة البيانات، ومنع تكرار المعلومات، بهدف جعل البرامج والأنظمة تعمل بشكل جيد.
تتجلى أهمية تطوير قواعد البيانات في المهام الآتية:
عادةً ما ينتهي الأمر بالإدارات المختلفة في المؤسسات إلى حفظ نفس البيانات بتنسيقات، وأماكن متعددة، وهذا يؤدي إلى عدم تناسق البيانات. لذا تساعد أدوات إدارة البيانات في إزالة التكرار عن طريق إدارة المعلومات بشكل مناسب وإتاحتها للأقسام المطلوبة. إذ تكون للبيانات المتكررة انعكاسات فورية أثناء إجراء تغييرات، وهو ما لا يمكن إصلاحه بسهولة.
لا تقل أهمية جودة البيانات عن جودة المنتج، إذ يؤدي ضعف جودة البيانات إلى ضعف اتخاذ القرار بشأن اتصالات العملاء، وتتبع المبيعات وحل المشكلات، مما قد يؤدي إلى فقدان المبيعات وتقليل رضا العملاء.
تهدف خبرة تطوير قواعد البيانات إلى جعل مشاركة البيانات بين المستخدمين أمرّا يسيرًا، خاصة وأن أحد أهدافها تحديد تراخيص الوصول إلى البيانات للأعضاء حسب المستويات.
تعمل هذه الخبرة على حفظ بيانات متسقة، ودقيقة لجعل إمكانية صيانتها سهلة؛ إذ يمكن لبرنامج قاعدة البيانات تتبع التغييرات باستمرار، وتحديث المعلومات أول بأول. وبالتالي، ليس هناك مجال لعدم الدقة والتأخير. يمكن منح الوصول والامتيازات للعديد من الموظفين بناءً على دورهم في المنظمة، وتتبع كل تغيير أو تحديث في النظام..
يضمن نظام إدارة البيانات السليم بقاء البيانات آمنة. ويعمل البرنامج أيضًا على إنشاء نسخة احتياطية لضمان إمكانية استرداد جميع المعلومات بسهولة في حالة فشل النظام. يمكن نشر العديد من أدوات الأمان لتحديد نقاط الضعف وسدها باستمرار.
يمكن للمسؤولين مراقبة وتقييم التهديدات الأمنية. يمكن برمجة النظام لضمان امتثاله لجميع أنظمة تخزين البيانات وإدارتها.
تستعمل قواعد البيانات في كل المجالات التي تستخدم البرامج، والأنظمة لإدارتها، لذلك خبرة تطويرها ضرورية. وفيما يلي نعرض بعض هذه المجالات:
تحتاج كل شركة يعتمد نشاطها على العلاقة مع العملاء إلى امتلاك ما يسمى بقاعدة بيانات العملاء، وهي تعمل على حفظ بيانات العملاء، وتفاعله مع المنتجات، وسجل عمليات البيع التي أجراها، وذلك بهدف الحفاظ على العلاقة مع العميل واستمرار التعامل معه.
بالإضافة إلى العملاء، تجد الشركات أهمية كبرى لاستخدام قواعد البيانات في إدارة مخزون السلع، وتتبع مختلف العمليات التي تُجرى عليها، وهذا الأمر يعفي أصحاب الشركات من تكرار عمليات كثيرة وخفض نسبة الخطأ. وكل هذه العمليات تستلزم خبرة مطور قواعد البيانات الذي يعمل على إدارة قواعد البيانات، وإصلاحها وتحسينها.
على رأسها فيسبوك وتويتر، تعدُّ من أضخم الأماكن التي تضم البيانات حول المستخدمين في العالم، وذلك لما لها من تأثير في كل المجالات، ولما توفره من معلومات حول العلاقة بين المستخدمين، وتفاصيل حياتهم، وتوجهاتهم وآرائهم التي ينشرونها للعالم. وكل هذه الأنشطة ينتج عنها كم هائل من البيانات المخزنة التي تحتاج إلى خبرة تطوير قواعد البيانات.
يعد مجال التجارة الإلكترونية من المجالات القائمة على البيانات، إذ تحتاج لتطوير قاعدة بيانات تتبع المخزون مصممة لتوضح مقدار المخزون الموجود في غرفة التخزين، وفي المستودعات.
مما يشكل نظام تتبع كاملًا لمراقبة المنتجات أثناء انتقالها بين الوجهات. ويمكن لقواعد البيانات هذه إرسال تنبيهات عندما تكون الإمدادات والمنتجات منخفضة بحيث يمكن طلبها قبل نفاد مخازن البيانات.
تسمح التكنولوجيا لقواعد البيانات بمعالجة البيانات وتخزينها بكفاءة. إذ يتمكن أصحاب الأعمال من التنبؤ بالاتجاهات المستقبلية، ويمكن أن توفر هياكل قواعد البيانات هذه أيضًا معلومات مهمة تسمح بتقسيم العملاء وخدمتهم بشكل أفضل ومعرفة ما إذا كانت المبيعات تزداد بعد الحملات التسويقية، وأي العملاء يستجيبون بشكل أفضل لأنواع التسويق.
يتمكن أصحاب الشركات من إدارة أعمالهم وتحليلها من خلال الاعتماد على البيانات. وهذا يتطلب حفظ هذه البيانات واسترجاعها بكفاءة عالية مع مستوى متقدم من الحماية. ولتحقيق هذا الهدف، يعمل مطور قواعد البيانات وفق مجموعة من المراحل، بدءً من التخطيط والتصميم وصولا إلى إنشاء قاعدة البيانات وصيانتها. ويتطلب تنفيذ هذه المهمة توفر مهارات وقدرات أهمها المعارف الأساسية حول البيانات، ولغات برمجة قواعد البيانات، ومعرفة مختلف أنظمة إدارة قواعد البيانات... وهذه المهارات تمكن مطوري قواعد البيانات من إنجاز المشاريع وتحقيق متطلبات العملاء.
