خلاصه کتاب پایگاه داده مقسمی

در کتاب مقسمی گراف دانش پایگاه داده‌ها با محوریت مدل‌های رابطه‌ای نرمال‌سازی و جبر رابطه‌ای تحلیل می‌شود؛

ساختارهای داده‌ای و SQL در قالب مثال‌های مفهومی بررسی شده‌اند.

خلاصه فصل 1 کتاب پایگاه داده مقسمی : مبانی پایگاه داده‌ها

فصل «مبانی پایگاه داده‌ها» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به بررسی اصول پایه‌ای و مفاهیم اولیه مورد نیاز برای درک و

طراحی پایگاه‌های داده می‌پردازد. این فصل با تعریف پایگاه داده آغاز می‌شود و آن را به‌عنوان مجموعه‌ای از داده‌های

مرتبط معرفی می‌کند که به‌صورت ساخت‌یافته ذخیره شده و به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بازیابی مدیریت و نگهداری آن‌ها

به‌صورت کارآمد و قابل اطمینان انجام‌پذیر باشد. سپس تفاوت بین سیستم‌های فایل و پایگاه‌های داده تبیین شده و

مزایای استفاده از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS) همچون **کاهش افزونگی یکپارچگی داده‌ها امنیت و استقلال

داده‌ها** مورد بررسی قرار می‌گیرد.

در ادامه اجزای اصلی یک سیستم پایگاه داده معرفی می‌شود؛ این اجزا شامل **داده‌ها سخت‌افزار نرم‌افزار DBMS

کاربران و برنامه‌های کاربردی** هستند. نقش هر یک از این اجزا به‌تفصیل بیان شده و روابط میان آن‌ها تشریح می‌گردد.

فصل به دسته‌بندی کاربران پایگاه داده نیز می‌پردازد که شامل **کاربران نهایی برنامه‌نویسان کاربردی مدیران پایگاه

داده (DBA) و کاربران سطح سیستم** می‌شود.

در بخش بعدی انواع مدل‌های داده‌ای معرفی می‌شود؛ از جمله **مدل‌های سلسله‌مراتبی شبکه‌ای رابطه‌ای شیءگرا و

مدل‌های نیمه‌ساخت‌یافته. مدل رابطه‌ای** به‌عنوان رایج‌ترین مدل مورد استفاده در DBMSهای مدرن مورد تأکید قرار

می‌گیرد. مفاهیمی نظیر داده اطلاعات متاداده و دیکشنری داده‌ها نیز تشریح می‌گردند.

سپس فصل به معماری سیستم پایگاه داده می‌پردازد و سه سطح معماری ANSI/SPARC را معرفی می‌کند: **سطح داخلی

(فیزیکی) سطح مفهومی (منطقی) و سطح خارجی (نمایش کاربر). استقلال داده‌ها** به‌عنوان یکی از اهداف کلیدی این

معماری و مزایای آن در طراحی و توسعه پایگاه داده‌ها توضیح داده می‌شود.

در پایان فصل زبان‌های مورد استفاده در پایگاه‌های داده معرفی می‌گردند که شامل **زبان تعریف داده (DDL) زبان

دستکاری داده (DML) زبان کنترل داده (DCL) و زبان پرس‌وجو (مانند SQL)** هستند. کارکرد و نقش هر یک از این زبان‌ها

در تعامل با پایگاه داده بیان شده و با ذکر مثال‌هایی ساده کاربرد آن‌ها به‌صورت مقدماتی ارائه می‌شود.

این فصل به‌عنوان مقدمه‌ای جامع چارچوب مفهومی لازم برای درک فصل‌های تخصصی‌تر بعدی را فراهم می‌سازد و مخاطب را با

اصول اولیه واژگان تخصصی و ساختارهای بنیادین پایگاه داده آشنا می‌سازد.

نکات کلیدی فصل 1 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تعریف پایگاه داده و هدف از استفاده از آن
• مزایای سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS)
• اجزای اصلی یک سیستم پایگاه داده
• دسته‌بندی کاربران پایگاه داده
• انواع مدل‌های داده‌ای
• معماری سه سطحی ANSI/SPARC
• زبان‌های مورد استفاده در پایگاه‌های داده (DDL, DML, DCL, SQL)

خلاصه فصل 2 کتاب پایگاه داده مقسمی : مدل‌سازی داده‌ها و مدل موجودیت-رابطه

فصل «مدل‌سازی داده‌ها و مدل موجودیت-رابطه» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به تشریح اصول و مفاهیم بنیادین مدل‌سازی

داده‌ها و به‌ویژه مدل موجودیت-رابطه (ER) می‌پردازد. این فصل با تعریف مدل‌سازی داده‌ها آغاز می‌شود و آن را

فرایندی برای تجرید سازمان‌دهی و ساختاردهی اطلاعات واقعی به‌شکلی رسمی و قابل پیاده‌سازی در پایگاه داده معرفی

می‌کند. هدف از مدل‌سازی بازنمایی دقیق نیازهای اطلاعاتی سیستم به‌گونه‌ای است که از طریق طراحی منطقی و فیزیکی

به‌خوبی قابل پیاده‌سازی باشد.

در ادامه مدل مفهومی داده‌ها به‌عنوان سطحی انتزاعی برای نمایش ساختار اطلاعات معرفی می‌شود و نقش آن در پل زدن

میان نیازهای کاربران و طراحی پایگاه داده تشریح می‌گردد. در این میان **مدل موجودیت-رابطه (Entity-Relationship

Model)** به‌عنوان متداول‌ترین مدل مفهومی معرفی شده و اهمیت آن در طراحی پایگاه داده‌های رابطه‌ای مورد تأکید قرار

می‌گیرد.

سپس مفاهیم کلیدی مدل ER به‌صورت نظام‌مند شرح داده می‌شود. «موجودیت» به‌عنوان شیء یا مفهوم قابل شناسایی در

دنیای واقعی تعریف می‌شود که می‌تواند مستقل از دیگر موجودیت‌ها وجود داشته باشد. «مجموعه موجودیت‌ها» گروهی از

موجودیت‌های هم‌نوع را شامل می‌شود. برای هر موجودیت مجموعه‌ای از «ویژگی‌ها» تعریف می‌شود که صفات توصیفی آن

را مشخص می‌کنند. این ویژگی‌ها می‌توانند ساده یا مرکب تک‌مقداری یا چندمقداری و مشتق‌شده باشند.

در بخش بعدی مفهوم «کلید» برای شناسایی یکتای موجودیت‌ها مطرح شده و نقش کلید اصلی (Primary Key) در

تمایزگذاری میان موجودیت‌های مختلف توضیح داده می‌شود. سپس «رابطه» (Relationship) به‌عنوان نوعی پیوند معنایی

میان دو یا چند مجموعه موجودیت معرفی می‌شود. انواع روابط شامل یک‌به‌یک یک‌به‌چند و چندبه‌چند معرفی و ویژگی‌های

هر نوع به‌تفصیل تشریح می‌شود.

فصل همچنین به بیان خصوصیات روابط همچون **درجه (Degree) کاردینالیتی (Cardinality) مشارکت کل و جزئی (Total and

Partial Participation) و صفات روابط می‌پردازد. نمایش گرافیکی این مفاهیم در قالب نمودار ER** نیز توضیح داده

شده و با استفاده از نمادهای متداول شیوه رسم و تفسیر نمودارها آموزش داده می‌شود.

در بخش‌های پایانی مفاهیم پیشرفته‌تری نظیر **موجودیت‌های ضعیف (Weak Entities) و رابطه‌های شناسایی‌کننده تعمیم و

تخصص (Generalization and Specialization) و وراثت ویژگی‌ها** مورد بررسی قرار می‌گیرد. این مفاهیم نقش مهمی در

طراحی دقیق‌تر و منعطف‌تر پایگاه‌های داده مفهومی دارند.

این فصل با ارائه ساختاری منسجم و دقیق چارچوبی روشن برای تحلیل نیازمندی‌های اطلاعاتی و طراحی مفهومی پایگاه داده‌ها

ارائه می‌دهد و دانش پایه‌ای لازم برای مراحل بعدی طراحی منطقی و فیزیکی پایگاه داده را فراهم می‌سازد.

نکات کلیدی فصل 2 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تعریف مدل‌سازی داده‌ها و هدف آن
• مدل مفهومی داده‌ها و نقش آن
• مدل موجودیت-رابطه (ER) به عنوان متداول‌ترین مدل مفهومی
• مفاهیم کلیدی مدل ER: موجودیت مجموعه موجودیت‌ها ویژگی‌ها
• کلید اصلی (Primary Key) و نقش آن
• انواع روابط: یک‌به‌یک یک‌به‌چند چندبه‌چند
• ویژگی‌های روابط: درجه کاردینالیتی مشارکت کل و جزئی صفات روابط
• نمودار ER و نمادهای آن
• مفاهیم پیشرفته: موجودیت‌های ضعیف تعمیم و تخصص وراثت ویژگی‌ها

خلاصه فصل 3 کتاب پایگاه داده مقسمی : مدل رابطه‌ای و جبر رابطه‌ای

فصل «مدل رابطه‌ای و جبر رابطه‌ای» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به معرفی کامل مدل داده‌ای رابطه‌ای و ابزارهای

رسمی مرتبط با آن می‌پردازد. این فصل با تعریف مدل رابطه‌ای آغاز می‌شود که در آن داده‌ها به‌صورت مجموعه‌ای از

جداول (روابط) سازمان‌دهی می‌شوند. هر جدول شامل سطرهایی به‌نام «تاپل» و ستون‌هایی به‌نام «صفت» است. مدل

رابطه‌ای از لحاظ ساختار ساده و از نظر نظریه‌ای بر مبنای جبر مجموعه‌ها و منطق مرتبه اول استوار است.

در ادامه مفاهیم کلیدی مدل رابطه‌ای توضیح داده می‌شود. یک رابطه به‌عنوان زیرمجموعه‌ای از حاصل‌ضرب کارتزین

مجموعه‌هایی از دامنه‌های داده تعریف می‌شود. خصوصیات روابط همچون **نام رابطه صفات دامنه هر صفت کلید اصلی

(Primary Key) و محدودیت‌های موجودیت و یکتایی به‌دقت معرفی می‌شوند. علاوه بر این انواع کلیدها شامل کلید

کاندید کلید اصلی و کلید خارجی** به‌عنوان ابزارهای تعیین یکپارچگی داده‌ها شرح داده می‌شوند.

بخش بعدی فصل به معرفی «جبر رابطه‌ای» اختصاص دارد؛ یک زبان رسمی مبتنی بر عملیات ریاضی که برای بیان و پردازش

پرس‌وجوهای رابطه‌ای استفاده می‌شود. عملیات پایه در جبر رابطه‌ای شامل **اجتماع (Union) تفاضل (Difference) ضرب

دکارتی (Cartesian Product) انتخاب (Selection) و فرافکنی (Projection)** هستند. این عملیات برای ساختن روابط

جدید از روابط موجود به‌کار می‌روند و نحوه ترکیب و استفاده از آن‌ها در پرس‌وجوها با مثال‌های دقیق نشان داده

می‌شود.

سپس عملیات ترکیبی نظیر **ضرب طبیعی (Natural Join) پیوستگی شرطی (Theta Join) پیوستگی خارجی (Outer Join) و

تقسیم (Division)** معرفی شده و نحوه عملکرد آن‌ها از لحاظ نحوی و معنایی توضیح داده می‌شود. کاربرد این عملیات در

تحلیل‌های پیچیده‌تر و استخراج روابط غیرمستقیم مورد بررسی قرار گرفته و درک شهودی از عملکرد آن‌ها ارائه

می‌گردد.

فصل همچنین زبان جبر رابطه‌ای را از منظر صوری بودن و توانمندی در بازنمایی کامل پرس‌وجوهای مورد نیاز در سیستم‌های

پایگاه داده بررسی کرده و آن را به‌عنوان مبنایی برای زبان‌های سطح بالاتر مانند SQL معرفی می‌کند. در این بخش

تمرکز بر نحوه ساخت عبارت‌های جبر رابطه‌ای برای دستیابی به داده‌های مورد نظر با رعایت اصول نحوی دقیق است.

در پایان مزایا و محدودیت‌های مدل رابطه‌ای از جنبه‌هایی مانند سادگی استقلال فیزیکی انعطاف‌پذیری در طراحی و

قابلیت فرموله‌سازی پرس‌وجوها بررسی می‌شود. فصل با جمع‌بندی نقش بنیادین مدل رابطه‌ای در طراحی و پیاده‌سازی

پایگاه‌های داده خاتمه می‌یابد و جایگاه آن به‌عنوان پایه نظری و عملی سیستم‌های مدیریت پایگاه داده برجسته

می‌گردد.

نکات کلیدی فصل 3 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تعریف مدل رابطه‌ای و اجزای آن (جداول تاپل صفت)
• خصوصیات روابط: نام صفات دامنه کلید اصلی محدودیت‌ها
• انواع کلیدها: کاندید اصلی خارجی
• جبر رابطه‌ای به عنوان زبان رسمی پرس‌وجو
• عملیات پایه جبر رابطه‌ای: اجتماع تفاضل ضرب دکارتی انتخاب فرافکنی
• عملیات ترکیبی: ضرب طبیعی پیوستگی شرطی پیوستگی خارجی تقسیم
• مزایا و محدودیت‌های مدل رابطه‌ای

خلاصه فصل 4 کتاب پایگاه داده مقسمی : طراحی منطقی پایگاه داده و نرمال‌سازی

فصل «طراحی منطقی پایگاه داده و نرمال‌سازی» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به تبیین فرآیند **تبدیل مدل مفهومی داده‌ها

به ساختارهای منطقی سازگار با مدل رابطه‌ای و بهینه‌سازی ساختار جداول به کمک اصول نرمال‌سازی** می‌پردازد. فصل با

معرفی طراحی منطقی آغاز می‌شود که در آن مدل مفهومی (معمولاً بر پایه مدل ER) به مدل رابطه‌ای تبدیل می‌شود

به‌گونه‌ای که داده‌ها بدون افزونگی‌های غیرضروری و با حفظ یکپارچگی ذخیره شوند.

ابتدا اصول تبدیل موجودیت‌ها و روابط مدل ER به جداول رابطه‌ای بررسی می‌شود. این فرآیند شامل تبدیل مجموعه‌های

موجودیت قوی و ضعیف روابط دوتایی و چندتایی ویژگی‌های چندمقداری ویژگی‌های ترکیبی و تخصص/تعمیم به ساختارهای

رابطه‌ای است. در این مرحله توجه به کلیدهای اولیه کلیدهای خارجی و ویژگی‌های مشارکت روابط از اهمیت بالایی

برخوردار است.

در ادامه فصل مفهوم نرمال‌سازی به‌عنوان فرآیندی سیستماتیک برای **حذف افزونگی داده‌ها جلوگیری از ناسازگاری و

بهبود ساختار منطقی پایگاه داده معرفی می‌شود. نرمال‌سازی با استفاده از توابع وابستگی تابعی (Functional

Dependencies)** و تحلیل ساختار جدول‌ها انجام می‌گیرد. ابتدا وابستگی تابعی به‌صورت رسمی تعریف شده و قواعد

استنتاج آن (قواعد آرمسترانگ) تشریح می‌شوند.

سپس سطوح مختلف نرمال‌سازی یا به‌اصطلاح «فرم‌های نرمال» معرفی می‌گردند. فرم نرمال اول (1NF) به حذف

ویژگی‌های چندمقداری و تکراری می‌پردازد. فرم نرمال دوم (2NF) وابستگی‌های جزئی به کلید اولیه را حذف می‌کند.

فرم نرمال سوم (3NF) وابستگی‌های متعدی را برطرف می‌سازد. فرم نرمال بویس-کد (BCNF) به‌عنوان حالتی قوی‌تر

از 3NF تعریف می‌شود که تمامی وابستگی‌های تابعی غیرترانزیتی باید به کلید کاندید باشد.

در هر مرحله شیوه تبدیل جدول‌های ناسازگار به فرم نرمال بالاتر توضیح داده شده و با مثال‌های دقیق نحوه تجزیه

جدول‌ها تعیین کلیدها و بررسی وابستگی‌های تابعی آموزش داده می‌شود. همچنین به تعادل میان نرمال‌سازی و کارایی

اشاره می‌شود و ذکر می‌گردد که در مواردی خاص برای حفظ کارایی یا سادگی پیاده‌سازی ممکن است نرمال‌سازی کامل انجام

نشود.

فصل در نهایت با تأکید بر اهمیت طراحی منطقی دقیق و نرمال‌سازی صحیح در تضمین صحت پایداری و کارآمدی پایگاه داده

خاتمه می‌یابد. این مرحله به‌عنوان بخش میانی و حیاتی در فرآیند طراحی پایگاه داده معرفی می‌شود که مستقیماً بر

موفقیت پیاده‌سازی نهایی تأثیرگذار است.

نکات کلیدی فصل 4 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تبدیل مدل مفهومی به ساختارهای منطقی
• نرمال‌سازی به عنوان فرآیند حذف افزونگی و جلوگیری از ناسازگاری
• توابع وابستگی تابعی و قواعد استنتاج
• فرم‌های نرمال: 1NF, 2NF, 3NF, BCNF
• شیوه تبدیل جداول ناسازگار به فرم نرمال بالاتر
• تعادل میان نرمال‌سازی و کارایی

خلاصه فصل 5 کتاب پایگاه داده مقسمی : زبان SQL و مدیریت داده‌ها

فصل «زبان SQL و مدیریت داده‌ها» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به معرفی جامع زبان SQL به‌عنوان زبان استاندارد

تعامل با پایگاه‌های داده رابطه‌ای می‌پردازد. این فصل با بیان نقش SQL به‌عنوان زبان **تعریف دستکاری کنترل و

پرس‌وجوی داده‌ها** آغاز می‌شود و ساختار نحوی و معنایی آن را با ذکر مثال‌های دقیق تشریح می‌نماید.

در ابتدا بخش «تعریف داده‌ها» (Data Definition Language – DDL) بررسی می‌شود که شامل دستورات اصلی مانند

CREATE ALTER و DROP برای ایجاد تغییر و حذف ساختارهای پایگاه داده (جداول نماها شاخص‌ها و …) است. شیوه

تعیین انواع داده (Data Types) کلیدهای اصلی و خارجی محدودیت‌ها (Constraints) و ویژگی‌های ساختاری جداول

به‌صورت دقیق توضیح داده می‌شود.

سپس بخش «دستکاری داده‌ها» (Data Manipulation Language – DML) مطرح می‌گردد. این بخش شامل دستورات

INSERT UPDATE DELETE و SELECT است که برای درج ویرایش حذف و بازیابی داده‌ها استفاده می‌شوند. نحوه

استفاده از شروط (WHERE) مرتب‌سازی (ORDER BY) گروه‌بندی (GROUP BY) تجمیع (Aggregate Functions) و فیلترهای

گروهی (HAVING) به‌صورت مرحله‌به‌مرحله و با مثال‌های عملی مورد تحلیل قرار می‌گیرد.

در ادامه موضوع «پرس‌وجوهای پیچیده» بررسی می‌شود که شامل توابع درون‌ساخت (Built-in Functions) تو در تویی

(Nested Queries) عملیات مجموعه‌ای مانند UNION INTERSECT و EXCEPT و استفاده از JOIN برای ترکیب چند جدول

می‌باشد. انواع JOIN از جمله INNER JOIN LEFT JOIN RIGHT JOIN و FULL OUTER JOIN توضیح داده شده و کاربردهای

آن‌ها در سناریوهای واقعی تشریح می‌شود.

بخش بعدی به «کنترل داده‌ها» (Data Control Language – DCL) اختصاص دارد که شامل دستورات GRANT و REVOKE برای

مدیریت سطوح دسترسی کاربران به داده‌ها و اشیای پایگاه داده است. همچنین مفهوم مدیریت کاربران و نقش‌ها (Roles) در

سطح امنیتی پایگاه داده معرفی می‌شود.

در ادامه «مدیریت تراکنش‌ها» در SQL با استفاده از دستورات BEGIN TRANSACTION COMMIT و ROLLBACK بررسی می‌شود.

این بخش به اهمیت اجرای اتمی عملیات تضمین سازگاری داده‌ها و حفظ وضعیت پایدار در صورت وقوع خطا می‌پردازد.

مفهوم نقاط بازگردانی (Savepoints) نیز معرفی می‌شود.

در پایان فصل به امکانات پیشرفته SQL همچون نماها (Views) رویه‌های ذخیره‌شده (Stored Procedures) توابع

تعریف‌شده توسط کاربر (User-Defined Functions) محرک‌ها (Triggers) و شاخص‌ها (Indexes) اشاره می‌شود. این

ابزارها به بهینه‌سازی عملکرد افزایش قابلیت استفاده مجدد از کدها و تقویت قابلیت نگهداری پایگاه داده کمک

می‌کنند.

فصل با تأکید بر جامعیت و انعطاف‌پذیری زبان SQL آن را به‌عنوان ابزار اصلی مدیریت و تعامل با داده‌ها در محیط

پایگاه‌های رابطه‌ای معرفی می‌کند و چارچوب نظری و عملی لازم برای استفاده مؤثر از آن را در اختیار مخاطب قرار

می‌دهد.

نکات کلیدی فصل 5 کتاب پایگاه داده مقسمی

• نقش SQL به عنوان زبان استاندارد تعامل با پایگاه داده‌های رابطه‌ای
• بخش‌های مختلف SQL: DDL, DML, DCL
• دستورات DDL: CREATE, ALTER, DROP
• دستورات DML: INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT
• پرس‌وجوهای پیچیده: توابع درون‌ساخت تو در تویی عملیات مجموعه‌ای JOIN
• دستورات DCL: GRANT, REVOKE
• مدیریت تراکنش‌ها: BEGIN TRANSACTION, COMMIT, ROLLBACK
• امکانات پیشرفته SQL: نماها رویه‌های ذخیره‌شده توابع تعریف‌شده توسط کاربر محرک‌ها شاخص‌ها

خلاصه فصل 6 کتاب پایگاه داده مقسمی : یکپارچگی داده‌ها و محدودیت‌ها

فصل «یکپارچگی داده‌ها و محدودیت‌ها» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به بررسی دقیق اصول **تضمین صحت سازگاری و انسجام

داده‌ها** در پایگاه‌های داده رابطه‌ای می‌پردازد. این فصل با تعریف مفهوم یکپارچگی داده‌ها آغاز می‌شود و بیان

می‌دارد که هدف از اعمال محدودیت‌ها در پایگاه داده جلوگیری از ورود نگهداری یا پردازش داده‌های نادرست یا

ناسازگار با قواعد تجاری و منطقی سیستم است.

در ابتدا انواع اصلی یکپارچگی داده‌ها معرفی می‌گردند. یکپارچگی موجودیت (Entity Integrity) بیان می‌کند که هیچ

رکوردی در یک جدول نباید دارای مقدار تهی (NULL) در کلید اصلی باشد؛ زیرا کلید اصلی باید یکتا و شناسایی‌کننده هر

رکورد باشد. سپس یکپارچگی مرجع (Referential Integrity) شرح داده می‌شود که تضمین می‌کند مقادیر کلید خارجی

در یک جدول باید با مقادیر موجود در کلید اصلی جدول مرجع مطابقت داشته باشند یا تهی باشند؛ در غیر این صورت پیوند

منطقی بین جداول از بین می‌رود.

در ادامه مفهوم محدودیت‌های کاربری (User-Defined Constraints) ارائه می‌شود که شامل محدودیت‌هایی نظیر

CHECK برای اعمال شرایط منطقی بر روی مقادیر صفات UNIQUE برای تضمین یکتایی یک یا چند صفت غیرکلید **NOT

NULL برای الزام مقداردهی به یک صفت و DEFAULT** برای اختصاص مقدار پیش‌فرض به صفات است. این محدودیت‌ها

می‌توانند در هنگام تعریف جداول یا پس از آن اعمال شوند و نقش مؤثری در کنترل دقیق ورودی‌ها ایفا می‌کنند.

فصل سپس به معرفی انواع روش‌های پیاده‌سازی و اعمال محدودیت‌ها در سیستم‌های مدیریت پایگاه داده می‌پردازد.

روش‌های سطح پایگاه داده (با استفاده از DDL در SQL) روش‌های سطح برنامه کاربردی (از طریق منطق برنامه‌نویسی) و

روش‌های ترکیبی بررسی می‌شوند. همچنین ترتیب بررسی محدودیت‌ها تعامل آن‌ها با تراکنش‌ها و نحوه مدیریت خطاهای نقض

محدودیت تشریح می‌گردد.

در بخش دیگری از فصل به پیامدهای عدم رعایت یکپارچگی اشاره می‌شود؛ از جمله تولید داده‌های ناهماهنگ افزایش

پیچیدگی پردازش‌ها و کاهش قابلیت اطمینان سیستم. در مقابل با اجرای صحیح محدودیت‌ها پایگاه داده می‌تواند

تضمین کند که داده‌ها نه‌تنها از لحاظ ساختاری بلکه از لحاظ معنایی نیز معتبر باقی می‌مانند.

در پایان فصل به اصول طراحی جداول با درنظرگیری قواعد یکپارچگی پرداخته می‌شود و توصیه‌هایی برای طراحی کارآمد و

پایدار داده‌ها ارائه می‌شود. این فصل با تأکید بر اینکه یکپارچگی داده‌ها ستون فقرات کیفیت و اعتمادپذیری اطلاعات

در پایگاه داده است نقش حیاتی اعمال محدودیت‌ها را در تضمین عملکرد صحیح سیستم‌های اطلاعاتی روشن می‌سازد.

نکات کلیدی فصل 6 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تعریف یکپارچگی داده‌ها و هدف از اعمال محدودیت‌ها
• انواع اصلی یکپارچگی داده‌ها: یکپارچگی موجودیت یکپارچگی مرجع
• محدودیت‌های کاربری: CHECK, UNIQUE, NOT NULL, DEFAULT
• روش‌های پیاده‌سازی و اعمال محدودیت‌ها
• پیامدهای عدم رعایت یکپارچگی
• اصول طراحی جداول با در نظرگیری قواعد یکپارچگی

خلاصه فصل 7 کتاب پایگاه داده مقسمی : تراکنش‌ها و کنترل همروندی

فصل «تراکنش‌ها و کنترل همروندی» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به بررسی مبانی نظری و عملی مدیریت تراکنش‌ها در

سیستم‌های پایگاه داده و چگونگی تضمین اجرای صحیح و هماهنگ چندین عملیات هم‌زمان می‌پردازد. این فصل با تعریف

تراکنش (Transaction) آغاز می‌شود و آن را به‌عنوان یک واحد منطقی از پردازش معرفی می‌کند که مجموعه‌ای از

عملیات خواندن و نوشتن را شامل می‌شود و باید یا به‌صورت کامل اجرا شود یا به‌کلی بازگردانده شود.

در ادامه ویژگی‌های اساسی تراکنش‌ها که با واژه اختصاری ACID شناخته می‌شوند تشریح می‌گردند. این ویژگی‌ها

عبارت‌اند از: **Atomicity (اتمی بودن) Consistency (سازگاری) Isolation (جدا بودن یا استقلال) و Durability

(دوام)**. هر یک از این ویژگی‌ها به‌منظور تضمین صحت و پایداری داده‌ها در برابر خرابی‌ها خطاها یا اجرای همزمان

عملیات ارائه شده‌اند.

فصل سپس به مفهوم مشکلات ناشی از همروندی (Concurrency) در اجرای هم‌زمان تراکنش‌ها می‌پردازد. در این بخش

انواع ناسازگاری‌ها مانند **خواندن نادرست (Dirty Read) از دست رفتن به‌روزرسانی‌ها (Lost Update) خواندن

غیرقابل تکرار (Non-repeatable Read) و خواندن فانتوم (Phantom Read)** توضیح داده می‌شوند. این مشکلات زمانی رخ

می‌دهند که چند تراکنش به‌طور هم‌زمان به داده‌های مشترک دسترسی دارند و اقدامات آن‌ها با یکدیگر تداخل پیدا

می‌کند.

برای جلوگیری از این مشکلات فصل به معرفی راهکارهای کنترل همروندی می‌پردازد. مهم‌ترین روش مورد بحث تکنیک

قفل‌گذاری (Locking) است. در این بخش قفل‌های اشتراکی (Shared Locks) و انحصاری (Exclusive Locks) سطوح

مختلف قفل‌گذاری و مفهوم بن‌بست (Deadlock) به‌تفصیل شرح داده می‌شود. همچنین **پروتکل قفل‌گذاری دومرحله‌ای

(Two-Phase Locking – 2PL)** به‌عنوان روشی برای تضمین ترتیب‌پذیری (Serializability) تراکنش‌ها معرفی می‌گردد.

فصل سپس به سایر روش‌های کنترل همروندی مانند **کنترل مبتنی بر برچسب‌گذاری زمانی (Timestamp Ordering) و کنترل

خوش‌بینانه (Optimistic Concurrency Control)** می‌پردازد. این روش‌ها به‌ویژه در محیط‌های با تراکنش‌های خواندنی

بالا یا تأخیر پایین اهمیت دارند و مزایا و معایب هر کدام از آن‌ها بررسی می‌شود.

در بخش پایانی مفهوم بازیابی (Recovery) به‌اختصار معرفی شده و نحوه تعامل آن با کنترل همروندی در تضمین پایداری

پایگاه داده مورد اشاره قرار می‌گیرد. همچنین به نقش مدیر تراکنش و لاگ‌های سیستمی در ثبت عملیات و اجرای صحیح

بازگردانی (Rollback) یا تأیید نهایی (Commit) اشاره می‌شود.

این فصل با تأکید بر اهمیت کنترل همروندی در عملکرد درست و پایدار پایگاه‌های داده چندکاربره چارچوبی دقیق برای

درک مفاهیم نظری و اجرای عملی تراکنش‌ها ارائه می‌دهد و تضمین می‌کند که کاربران و سیستم‌ها بتوانند بدون تداخل یا

خرابی به‌طور هم‌زمان با داده‌ها تعامل داشته باشند.

نکات کلیدی فصل 7 کتاب پایگاه داده مقسمی

• تعریف تراکنش (Transaction)
• ویژگی‌های ACID: اتمی بودن سازگاری جدایی دوام
• مشکلات ناشی از همروندی: خواندن نادرست از دست رفتن به‌روزرسانی‌ها خواندن غیرقابل تکرار خواندن فانتوم
• راهکارهای کنترل همروندی: قفل‌گذاری برچسب‌گذاری زمانی کنترل خوش‌بینانه
• انواع قفل‌ها: اشتراکی انحصاری
• بن‌بست (Deadlock)
• پروتکل قفل‌گذاری دومرحله‌ای (2PL)
• بازیابی (Recovery) و نقش آن

خلاصه فصل 8 کتاب پایگاه داده مقسمی : بازیابی و پشتیبان‌گیری از داده‌ها

فصل «بازیابی و پشتیبان‌گیری از داده‌ها» از کتاب «پایگاه داده مقسمی» به بررسی جامع روش‌ها و مکانیسم‌های **حفظ

پایداری و تداوم داده‌ها در مواجهه با خرابی‌ها و از دست رفتن اطلاعات می‌پردازد. این فصل با معرفی انواع

خرابی‌ها که ممکن است سیستم پایگاه داده را تهدید کنند آغاز می‌شود؛ این خرابی‌ها شامل خرابی‌های تراکنشی

خرابی‌های سیستمی و خرابی‌های رسانه‌ای** هستند.

در ادامه مفهوم بازیابی (Recovery) به‌عنوان فرآیندی برای **بازگرداندن پایگاه داده به وضعیت صحیح پس از وقوع

خرابی تعریف می‌شود. نقش فایل گزارش یا لاگ (Log File)** در این فرآیند حیاتی است؛ چراکه تمام عملیات تغییر

در داده‌ها باید پیش از اعمال نهایی در لاگ ثبت شوند. دو تکنیک اساسی در این زمینه **«نوشتن پس از گزارش»

(Write-Ahead Logging – WAL) و «برگرداندن یا تکمیل» (Undo/Redo)** هستند که به تفصیل توضیح داده می‌شوند.

فصل سپس به فرآیند بازیابی تراکنش‌ها می‌پردازد و مراحل دقیق بازگردانی تراکنش‌های ناقص یا تأیید نشده را شرح

می‌دهد. در این بخش الگوریتم‌های بازیابی بر اساس تجزیه لاگ‌ها (Recovery Using Logs) معرفی شده‌اند که شامل

تحلیل برگردانی (Undo) و بازاجرا (Redo) هستند. این الگوریتم‌ها به‌ویژه در سیستم‌هایی با حجم بالای

تراکنش‌های هم‌زمان ضروری‌اند.

سپس مبحث پشتیبان‌گیری (Backup) مطرح می‌شود که شامل فرآیند **تهیه نسخه‌های ذخیره‌شده از داده‌ها در بازه‌های

زمانی مشخص به‌منظور جلوگیری از از دست رفتن کامل اطلاعات است. انواع مختلف پشتیبان‌گیری شامل پشتیبان‌گیری

کامل (Full Backup) افزایشی (Incremental Backup) و تفاضلی (Differential Backup)** معرفی شده و کاربردها

مزایا و معایب هرکدام به‌تفصیل بیان می‌شود.

در ادامه استراتژی‌های مختلف پشتیبان‌گیری و زمان‌بندی آن‌ها برای حداقل‌سازی تأثیر بر عملکرد سیستم بررسی

می‌شود. همچنین نقش رسانه‌های ذخیره‌سازی رمزنگاری و امنیت نسخه‌های پشتیبان و ملاحظات مربوط به بازیابی سریع در

زمان بحران مورد بحث قرار می‌گیرند. موضوعاتی مانند اتوماسیون در پشتیبان‌گیری نگهداری نسخه‌های متعدد و سیاست‌های

چرخه عمر داده نیز مطرح می‌گردند.

در بخش پایانی ادغام فرآیندهای پشتیبان‌گیری و بازیابی با سیاست‌های مدیریت ریسک و تداوم کسب‌وکار مورد تأکید

قرار می‌گیرد. این فصل نتیجه می‌گیرد که طراحی و پیاده‌سازی مؤثر مکانیسم‌های بازیابی و پشتیبان‌گیری نه‌تنها در حفظ

سلامت فنی سیستم پایگاه داده حیاتی است بلکه نقش کلیدی در تضمین پایداری و قابلیت اتکای اطلاعات در سازمان ایفا

می‌کند.

نکات کلیدی فصل 8 کتاب پایگاه داده مقسمی

• انواع خرابی‌ها: تراکنشی سیستمی رسانه‌ای
• بازیابی (Recovery) و فرآیند بازگرداندن پایگاه داده به وضعیت صحیح
• فایل گزارش یا لاگ (Log File) و نقش آن
• تکنیک‌های نوشتن پس از گزارش (WAL) و برگرداندن/تکمیل (Undo/Redo)
• الگوریتم‌های بازیابی بر اساس تجزیه لاگ‌ها: تحلیل برگردانی بازاجرا
• پشتیبان‌گیری (Backup) و انواع آن: کامل افزایشی تفاضلی
• استراتژی‌های پشتیبان‌گیری و زمان‌بندی
• ادغام فرآیندهای پشتیبان‌گیری و بازیابی با سیاست‌های مدیریت ریسک

درباره نویسنده کتاب پایگاه داده مقسمی : حمیدرضا مقسمی

حمیدرضا مقسمی استاد دانشگاه و نویسنده برجسته در حوزه مهندسی کامپیوتر است. وی دارای دکترای مهندسی کامپیوتر از دانشگاه شهید بهشتی تهران می‌باشد و در حال حاضر به‌عنوان عضو هیئت علمی در دانشگاه آزاد اسلامی فعالیت می‌کند. مقسمی با تألیف بیش از ۵۰ کتاب تخصصی از جمله ‘پایگاه داده‌ها’ ‘سیستم عامل’ و ‘ساختمان داده‌ها’ نقش مهمی در آموزش و ارتقاء دانش فنی دانشجویان و داوطلبان کنکورهای کارشناسی ارشد ایفا کرده است.

کتاب های مرتبط با پایگاه داده مقسمی

• مفاهیم سیستم‌های پایگاه داده – جلد اول (ویراست ششم) :  این کتاب اثر اس. سودارشان است و به بررسی مفاهیم پایه‌ای پایگاه داده‌ها مدل‌های داده‌ای و طراحی پایگاه داده‌ها می‌پردازد. مناسب برای دانشجویان و داوطلبان کنکور ارشد.
• سیستم‌های بانک اطلاعاتی (جلد 1 – ویراست هشتم) :  اثر سی. جی. دیت این کتاب به مباحث پیشرفته در سیستم‌های پایگاه داده از جمله طراحی پیاده‌سازی و مدیریت پایگاه داده‌ها می‌پردازد.
• اصول طراحی پایگاه داده‌ها :  نوشته باقر رحیم‌پور کامی این کتاب به آموزش اصول و مفاهیم طراحی پایگاه داده‌ها با رویکردی کاربردی و مثال‌های متنوع می‌پردازد.
• پایگاه داده پیشرفته (ویژه آزمون دکتری و فراگیر کارشناسی ارشد) :  اثر سی. جی. دیت این کتاب برای داوطلبان آزمون‌های تحصیلات تکمیلی طراحی شده و مباحث پیشرفته پایگاه داده‌ها را پوشش می‌دهد.
• آموزش گام به گام SQL Server :  نوشته عین‌الله جعفرنژاد قمی این کتاب به آموزش عملی و گام به 
• گام SQL Server با تمرکز بر مثال‌های کاربردی می‌پردازد.
• آموزش گام به گام بانک اطلاعاتی با پایتون :  اثر رمضان عباس‌نژادورزی این کتاب به آموزش پایگاه داده‌ها با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون می‌پردازد و برای علاقه‌مندان به برنامه‌نویسی مناسب است.
• پایگاه داده همراه با پاسخنامه تشریحی سوالات :  نوشته علی طوفان‌زاده مژدهی این کتاب شامل سوالات متنوع پایگاه داده‌ها به همراه پاسخ‌های تشریحی است و برای آمادگی در آزمون‌ها مفید است.
• آموزش MySQL به زبان ساده (آزمایشگاه MySQL) :  اثر رمضان عباس‌نژادورزی این کتاب به آموزش مفاهیم و دستورات MySQL با زبانی ساده و مثال‌های عملی می‌پردازد.
• پایگاه داده: خلاصه درس مرور نکات مهم حل نمونه سوالات متنوع :  نوشته کاظم علی‌زاده این کتاب به مرور سریع مفاهیم پایگاه داده‌ها و حل نمونه سوالات متنوع برای آمادگی در آزمون‌ها می‌پردازد.
• سیستم‌های بانک اطلاعاتی (جلد 2 – ویراست هشتم) :  اثر سی. جی. دیت جلد دوم این مجموعه به مباحث پیشرفته‌تر در سیستم‌های بانک اطلاعاتی می‌پردازد و برای دانشجویان مقاطع بالاتر مناسب است.