1. مقدمة في تصميم قواعد البيانات

2. مقدمة لمفهوم تصميم قواعد البيانات
ماهي قاعدة البيانات:
قاعدة البيانات عبارة عن مجموعة المعلومات والبيانات المخزنة بطريقة نموذجية ودون تكرار والمتصلة مع بعضها وفق علاقات متبادلة ويمكن إنشاؤها يدويا أو أوتوماتيكيا.
أمثلة على قواعد بيانات:
طلاب جامعة الإمام محمد بن سعود.
مكتبة الجامعة.
الجوازات.
سوبرماركت.

3. قاعدة البيانات محاسن قاعدة البيانات:
محاسن قاعدة البيانات:
1.إمكانية إضافة ملفات جديدة. 2.إضافة بيانات جديدة على الملفات الموجودة في القاعدة. 3.استرجاع بيانات من الملفات المكونة لقاعدة البيانات. 4.تحديث البيانات. 5.حذف البيانات من الملفات. 6.إزاحة ملفات خالية . 7.يمكن تعديل البرامج دون تعديل البيانات والعكس صحيح. 8.يمكن للمستخدم النظر إليها على أنها ملفات متكاملة. 9.تلبي حاجات كافة المستخدمين للبيانات. 10.يمكن فرض قيود التأمين والسرية على بعض البيانات الهامة. 11.إمكانية الحصول على بيانات جديدة من البيانات الموجودة على الملفات. وبذلك تتلافى معظم عيوب بيئة نظم الملفات.

4. نظام إدارة قاعدة البيانات
تعريف نظام إدارة قاعدة البيانات (DBMS):
هي عبارة عن مجموعة البرامج التي تتحكم في عملية التخزين واسترجاع البيانات , وتوفر إمكانية قيام عدد كبير من المستخدمين من الوصول والتعامل مع البيانات, فهذا النظام يعتبر حلقة وصل بين المستخدمين وبين قاعدة البيانات حيث يقوم باستقبال طلبات المستخدمين وارسالها إلى قاعدة البيانات وتنفيذ البرامج اللازمة لتنفيذ هذه الطلبات ومن ثم إرسال النتائج المطلوبة للمستخدم.

5. نظام إدارة قاعدة البيانات
مكونات نظام إدارة قاعدة البيانات:
1- مكونات مادية :
حاسبات – أجهزة طرفية – طابعات – أجهزة اتصال في قاعدة البيانات الموسعة...إلخ
2- برمجيات :
أ- أنظمة تشغيل : Linux- Windows Unix-
ب- برنامج قاعدة البيانات: وهو البرنامج الذي يتولى قاعدة البيانات
مثل : Oracle / DB2 / SQL إلخ...
ج- البرامج التطبيقية والبرامج المساعدة: وهي البرامج التي تقوم بعمليات الاسترجاع والتخزين واستخراج التقارير... .

6. نظام إدارة قاعدة البيانات
3- المستخدمون:
وهم الأشخاص الذين يقومون بالعمل في بيئة قاعدة البيانات وهم:
أ- مدير النظام : وهو الشخص المسئول عن البيئة العامة التي يعمل بها نظام قاعدة البيانات ويقوم بما يلي:
1- إدارة المستخدمين ومنح الصلاحيات لاستخدام النظام.
2- إدارة أجهزة التخزين والأجهزة الخرى.
3- متابعة عمل النظام.
ب- مدير قاعدة البيانات: وهو الذي يقوم ب:
1- تحديد متطلبات قاعدة البيانات من برامج وتجهيزات.
2- متابعة نظام قاعدة البيانات وتنسيق عملية استخدامه.
3- توفير الأمن والحماية للنظام.
4- تصميم آليات المحافظة على قاعدة البيانات وتحديد الإجراءات اللازمة لتوفير الخدمات للمستخدمين الآخرين.

7. نظام إدارة قاعدة البيانات
ج- مصمم قاعدة البيانات:
وهو الشخص الذي يقوم بتصميم قاعدة البيانات ويقوم ب:
1- تحديد البيانات الواجب تخزينها في قاعدة البيانات.
2- تصميم أفضل التراكيب لحفظ البيانات.
3- تصميم قاعدة بيانات خالية من التكرار.
4- تحديد طرق المعالجة و الوصول واسترجاع البيانات من خلال تصميم الشاشات والتقارير الواجب استخدامها.
5- توثيق عملية التصميم وطرق الوصول للبيانات.
د- المبرمجون ومحللو النظم:
وهم الذين يقومون بتصميم البرامج وتنفيذها وتشمل واجباتهم:
1- تصميم التطبيقات وتحويلها إلى برامج باستخدام لغات البرمجة حسب السياسات المقررة في عملية التصميم.
2- تنفيذ وتطبيق البرامج والتأكد من سلامتها.
3- عمل الصيانة اللازمة لتلك البرامج.

8. نظام إدارة قاعدة البيانات
و- المستخدم النهائي: وهو الشخص أو مجموعة الأشخاص الذين يقومون بالعمل اليومي على النظام وتطبيق البرامج في مجال محدد مثل الاسترجاع , التعديل , الحذف , تنفيذ التقارير... إلخ
4- الإجراءات والعمليات:
وهي عبارة عن القوانين والتعليمات التي تحكم عمل قاعدة البيانات بشكل صحيح وتكون على شكل تعليمات موثقة بشكل واضح ومحدد.
5- البيانات:
وهي من أهم مكونات النظام حيث تشمل مجموعة الحقائق المخزنة في قاعدة البيانات.
وكون البيانات بدائية إذ لابد من تحديد مكان وكيفية تخزين هذه البيانات حتى تسهل عملية معالجتها وهذا هو عمل المصمم.

9. نظام إدارة قاعدة البيانات

10. التركيب البنائي لقاعدة البيانات
التركيب البنائي لقواعد البيانات على ثلاثة مستويات: 1- مستوى أقرب إلى المستخدم هو المستوى الخارجي حيث يتعامل المستخدم مع البيانات المخزنة، لذا يركز هذا المستوى على كيفية عرض البيانات للمستخدم. 2- المستوى الثاني فهو المستوى الداخلي و يركز على كيفية تخزين البيانات على الأقراص ” يحددها نظام قاعدة البيانات ونظام التشغيل“. 3- المستوى الثالث وهو الذي بين مستوى المستخدم ومستوى الملفات ويسمى المستوى المنطقي ويركز على ماهية البيانات المخزنة و العلاقات بينها ”يحددها المبرمجون ومدير قاعدة البيانات“.
يتضح من الشكل عدم وجود ارتباط مباشر بين المستويات الثلاث في تركيب  قاعدة البيانات مما جعل الفصل بين هذه المستويات أمراً ممكناً و أكد للمستخدم أن بإمكانه تغيير برامجه دون تغيير قاعدة البيانات و أكد أن العكس ممكن فلا علاقة بين هذا وذاك.
وفيما بين كل مستوى والذي يليه يوجد نوع من التطابق mapping لتوصيف البيانات بين المستويين للتأكد من وجود البيانات وإمكان العزل بين البيانات المخزنة و بين مستوى المستخدم و فك أي ارتباط بينهما و هذه إحدى مميزات نظم قواعد البيانات.

11. قاعدة البيانات
مساوئ قاعدة البيانات: 1- التعقيد. 2- الحجم. 3- التكلفة (موارد بشرية , أجهزة مادية , تدريب, DBMS) 4- الآداء. 5- الأثر الكبير في حال العطل.

12. أنواع قواعد البيانات
توجد أنواع كثيرة من قواعد البيانات لكن أبرزها وأظهرها على الساحة ثلاثة أنواع رئيسية هي:
1. قواعد بيانات هرمية التركيب HIERARCHICL DATA BASE  . 2. قواعد بيانات شبكية NETWORK DATA BASE . 3.قواعد بيانات علائقية RELATIONAL DATA BASE .
النوع الأخير أصبح الأكثر استخداماً و شيوعاً وتعتبر قاعدة البيانات، و سوف نركز دراستنا على هذا النوع.
أمثلة على برامج /منتجين لقواعد بيانات علائقية:
Paradox/Corel.
dBase/Clipper.
FoxPro, Access & SQL Server/MS.
MySQL.
DB2/IBM.
Oracle, Sybase, Informix.

13. نظام قاعدة البيانات لغات نظام إدارة قواعد البيانات:
لغة تعريف البيانات(DDL)
تقوم هذه اللغة بتعريف وبناء قاعدة البيانات بحيث:
- تسمح للمستخدمين تحديد نوعية البيانات و بناؤها ضمن قيود محددة حتى تخزن في قاعدة اليانات.
- يقوم مترجم ال(DDL) في توليد البيانات التعريفية (meta-data) تخزن في القاموس الخاص به.
لغة معالجة البيانات(DML)
تقوم هذه اللغة باسترجاع وتحديث (إضافة , حذف , تعديل) البيانات المخزنة في قاعدة البيانات.

14. نظام قاعدة البيانات
لغة تعريف البيانات (DDL) و لغة معالجة البيانات(DML)
هما لغتين غير منفصلتين عن بعضهما وأيضا متضمنتين داخل لغات البرمجة مثل : (COBOL, C, C++ or Java)
على سبيل المثال لغة (SQL ) هي لغة قاعدة بيانات شاملة ل(DDL) و(DML)
وهي التي ستكون محط دراستنا.
C,C++,Lisp,..
Application Program
Call to DB
DBMS
Local Vars
(memory)