संबंधपरक डेटाबेस डिज़ाइन गाइड (1-3 का 15) [अनुवाद]

डेटाबेस डिजाइन पर 15 लेखों के चक्र का अनुवाद।
जानकारी शुरुआती के लिए है।
इसने मेरी मदद की। शायद यह किसी और को अंतराल में भरने में मदद करेगा।

डेटाबेस डिजाइन गाइड।

1. परिचय।

यदि आप अपने स्वयं के डेटाबेस बनाने जा रहे हैं, तो डेटाबेस डिजाइन के नियमों का पालन करना अच्छा होगा, क्योंकि यह दीर्घकालिक अखंडता और आपके डेटा के रखरखाव में आसानी सुनिश्चित करेगा। यह मार्गदर्शिका आपको बताएगी कि डेटाबेस क्या हैं और एक डेटाबेस को कैसे डिज़ाइन किया जाए जो रिलेशनल डेटाबेस को डिजाइन करने के नियमों का पालन करता है।

डेटाबेस ऐसे प्रोग्राम हैं जो आपको बड़ी मात्रा में संबंधित जानकारी संग्रहीत करने और प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। डेटाबेस में वे तालिकाएँ होती हैं जिनमें जानकारी होती है । जब आप एक डेटाबेस बनाते हैं, तो आपको यह सोचने की ज़रूरत है कि तालिकाओं में जानकारी के बीच आपको किन तालिकाओं को बनाने की आवश्यकता है और कौन से रिश्ते मौजूद हैं। दूसरे शब्दों में, आपको अपने डेटाबेस के डिजाइन के बारे में सोचने की जरूरत है। एक अच्छा डेटाबेस डिज़ाइन, जैसा कि पहले बताया गया है, डेटा अखंडता और रखरखाव में आसानी सुनिश्चित करेगा।

संरचित क्वेरी भाषा (एसक्यूएल)।

इसमें जानकारी संग्रहीत करने और आवश्यक होने पर यह जानकारी प्राप्त करने के लिए एक डेटाबेस बनाया जाता है। इसका अर्थ है कि हमें डेटाबेस में जानकारी ( INSERT ) डालने, और डेटाबेस ( SELECT ) से जानकारी का चयन करने में सक्षम होना चाहिए।
इन उद्देश्यों के लिए डेटाबेस क्वेरी भाषा का आविष्कार किया गया था और इसे संरचित क्वेरी भाषा या SQL कहा जाता था। डेटा प्रविष्टि ऑपरेशन (INSERT) और उनका चयन (चयन) इस भाषा का ही हिस्सा है। निम्नलिखित डेटा और उसके परिणाम को पुनः प्राप्त करने के लिए एक क्वेरी का एक उदाहरण है।



एसक्यूएल वर्णन करने के लिए एक बड़ा विषय है और इसका विचार इस गाइड के दायरे से परे है। यह लेख कड़ाई से डेटाबेस डिजाइन प्रक्रिया की प्रस्तुति पर केंद्रित है । बाद में, एक अलग गाइड में, मैं एसक्यूएल की मूल बातें कवर करूंगा।

संबंधपरक मॉडल।

इस ट्यूटोरियल में, मैं आपको दिखाऊँगा कि रिलेशनल डेटा मॉडल कैसे बनाया जाता है। एक संबंधपरक मॉडल एक मॉडल है जो बताता है कि कैसे तालिकाओं में डेटा को व्यवस्थित किया जाए और इन तालिकाओं के बीच संबंधों को कैसे निर्धारित किया जाए।



संबंधपरक मॉडल के नियम यह निर्धारित करते हैं कि सूचना को तालिकाओं में कैसे व्यवस्थित किया जाना चाहिए और तालिकाओं को एक-दूसरे से कैसे संबंधित किया जाता है। अंत में, परिणाम एक डेटाबेस आरेख के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है या, अधिक सटीक रूप से, एक इकाई-संबंध आरेख, जैसा कि आकृति में (उदाहरण MySQL कार्यक्षेत्र से लिया गया है)।

उदाहरण।

मैंने मैनुअल में कई अनुप्रयोगों का उपयोग किया।

आरडीबीएमएस।

RDBMS मैंने उदाहरण तालिकाओं को बनाने के लिए उपयोग किया है MySQL। MySQL सबसे लोकप्रिय RDBMS है और यह मुफ़्त है।

डेटाबेस प्रशासन के लिए उपयोगिता।

MySQL को स्थापित करने के बाद, आपको केवल MySQL के साथ इंटरैक्ट करने के लिए कमांड लाइन इंटरफ़ेस मिलता है। व्यक्तिगत रूप से, मैं अपने डेटाबेस के प्रबंधन के लिए एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस पसंद करता हूं। मैं अक्सर SQLyog का उपयोग करता हूं। यह एक मुफ्त GUI उपयोगिता है। इस नियमावली में तालिकाओं की छवियाँ वहाँ से ली गई हैं।

दृश्य मॉडलिंग।

एक उत्कृष्ट मुफ्त MySQL कार्यक्षेत्र अनुप्रयोग है। यह आपको अपने डेटाबेस को ग्राफिक रूप से डिजाइन करने की अनुमति देता है। इस कार्यक्रम में मैनुअल में आरेख की छवियां बनाई गई हैं।

RDBMS से स्वतंत्र डिजाइन।

यह जानना महत्वपूर्ण है कि हालांकि यह मैनुअल MySQL के लिए उदाहरण प्रदान करता है, डेटाबेस डिजाइन RDBMS से स्वतंत्र है। इसका मतलब यह है कि जानकारी केवल MySQL ही नहीं, बल्कि रिलेशनल डेटाबेस पर भी लागू होती है। आप इस गाइड में किसी भी संबंधपरक डेटाबेस जैसे कि मैसकल, पोस्टग्रैस्क्ल, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेस, माइक्रोसॉफ्ट एसक्ल या ओरेकल को ज्ञान लागू कर सकते हैं।

अगले भाग में, मैं संक्षेप में डेटाबेस के विकास के बारे में बात करूंगा। आप सीखेंगे कि डेटाबेस और संबंधपरक डेटा मॉडल कहां से आते हैं।

2. इतिहास।

70 और 80 के दशक में, जब कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने अभी भी बड़े, चौकोर फ्रेम के साथ भूरे रंग के टक्सीडो और चश्मा पहने थे, डेटा को फ़ाइलों में संरचनात्मक रूप से संग्रहीत किया गया था, जो अल्पविराम या टैब द्वारा अलग किए गए डेटा (आमतौर पर) के साथ एक पाठ दस्तावेज़ थे।



यह वही है जो 70 के दशक में आईटी पेशेवरों की तरह दिखता था। (बिल गेट्स बाईं ओर नीचे हैं)।

पाठ फ़ाइलों का उपयोग आज भी सरल जानकारी की छोटी मात्रा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। कॉम्मा-सेपरेटेड वैल्यूज़ (CSV) - विभिन्न सॉफ्टवेयर और ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा आज कॉमा-सेपरेटेड वैल्यू बहुत लोकप्रिय और व्यापक रूप से समर्थित हैं। Microsoft Excel एक प्रोग्राम का एक उदाहरण है जो CSV फ़ाइलों के साथ काम कर सकता है। ऐसी फ़ाइल में संग्रहीत डेटा को कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा पढ़ा जा सकता है।



ऊपर एक उदाहरण है कि ऐसी फ़ाइल कैसे दिख सकती है। इस फ़ाइल को पढ़ने वाले प्रोग्राम को सूचित किया जाना चाहिए कि डेटा कॉमा द्वारा अलग किया गया है। यदि प्रोग्राम उस श्रेणी को चुनना और प्रदर्शित करना चाहता है जिसमें 'डेटाबेस डिज़ाइन ट्यूटोरियल' पाठ स्थित है, तो उसे तब तक लाइन को पढ़ना चाहिए जब तक कि शब्द 'डेटाबेस डिज़ाइन ट्यूटोरियल' नहीं मिल जाते हैं और तब उसे अल्पविराम के बाद शब्द पढ़ने की आवश्यकता होती है। श्रेणी सॉफ्टवेयर में कटौती करने के लिए।

डेटाबेस तालिकाओं।

फ़ाइल लाइन को लाइन से पढ़ना बहुत कुशल नहीं है। एक रिलेशनल डेटाबेस में, डेटा तालिकाओं में संग्रहीत किया जाता है। नीचे दी गई तालिका में फ़ाइल के समान डेटा है। प्रत्येक पंक्ति या "प्रविष्टि" में एक पाठ होता है। प्रत्येक कॉलम में पाठ की कुछ संपत्ति होती है। इस मामले में, यह शीर्षक (शीर्षक) और इसकी श्रेणी (श्रेणी) है।



एक कंप्यूटर प्रोग्राम इस तालिका के tutorial_id कॉलम को एक विशिष्ट tutorial_id पहचानकर्ता के लिए खोज सकता है ताकि वह संबंधित शीर्षक और श्रेणी को जल्दी से खोज सके। यह फ़ाइल लाइन द्वारा खोज करने की तुलना में बहुत तेज़ है, एक पाठ फ़ाइल में प्रोग्राम कैसे करता है।

आधुनिक संबंधपरक डेटाबेस आपको एक समय में विशिष्ट पंक्तियों, स्तंभों और कई तालिकाओं से डेटा का चयन करने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

संबंधपरक मॉडल का इतिहास।

रिलेशनल डेटाबेस मॉडल का आविष्कार 70 के दशक में ब्रिटिश वैज्ञानिक एडगर कोडड (टेड कोडड) ने किया था। वह नेटवर्क डेटाबेस मॉडल और पदानुक्रमित मॉडल की कमियों को दूर करना चाहता था। और वह इसमें बहुत सफल रहे। रिलेशनल डेटाबेस मॉडल को आज सार्वभौमिक रूप से स्वीकार किया जाता है और इसे कुशल डेटा संगठन के लिए एक शक्तिशाली मॉडल माना जाता है।

आज, डेटाबेस प्रबंधन प्रणालियों की एक विस्तृत चयन उपलब्ध है: छोटे डेस्कटॉप अनुप्रयोगों से लेकर मल्टीफ़ंक्शनल सर्वर सिस्टम तक अत्यधिक अनुकूलित खोज विधियों के साथ। यहाँ कुछ सबसे प्रसिद्ध रिलेशनल डेटाबेस मैनेजमेंट सिस्टम (RDBMSs) हैं:

- ओरेकल - मुख्य रूप से पेशेवर, बड़े अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।
- Microsoft SQL सर्वर - Microsoft RDBMS। केवल विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए उपलब्ध है।
- मैसुकल एक बहुत ही लोकप्रिय खुला स्रोत RDBMS है। व्यापक रूप से दोनों पेशेवरों और शुरुआती द्वारा उपयोग किया जाता है। आपको और क्या चाहिए! वह स्वतंत्र है।
- आईबीएम - RDBMSs की एक संख्या है, सबसे प्रसिद्ध DB2 है।
- Microsoft Access - RDBMS कार्यालय और घर में उपयोग किया जाता है। वास्तव में, यह सिर्फ एक डेटाबेस से अधिक है। एमएस एक्सेस आपको यूजर इंटरफेस के साथ डेटाबेस बनाने की अनुमति देता है।
अगले भाग में, मैं रिलेशनल डेटाबेस की विशेषताओं के बारे में बात करूंगा।

3. संबंधपरक डेटाबेस के लक्षण।

संबंधपरक डेटाबेस को बड़ी मात्रा में जानकारी को जल्दी से संग्रहीत करने और पुनः प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। निम्नलिखित रिलेशनल डेटाबेस और रिलेशनल डेटा मॉडल की कुछ विशेषताएं हैं।

कुंजियों का उपयोग।

तालिका में डेटा की प्रत्येक पंक्ति को प्राथमिक कुंजी नामक एक अद्वितीय "कुंजी" द्वारा पहचाना जाता है। अक्सर, प्राथमिक कुंजी स्वचालित रूप से बढ़ी हुई (ऑटो-इंक्रीमेंट) संख्या (1,2,3,4, आदि) होती है। विभिन्न तालिकाओं में डेटा कुंजियों का उपयोग करके एक साथ जोड़ा जा सकता है। एक तालिका के प्राथमिक प्रमुख मानों को किसी अन्य तालिका की पंक्तियों (रिकॉर्ड) में जोड़ा जा सकता है, जिससे इन अभिलेखों को एक साथ जोड़ा जा सकता है।

एक संरचित क्वेरी भाषा (एसक्यूएल) का उपयोग करके, एक कुंजी द्वारा लिंक किए गए विभिन्न तालिकाओं के डेटा को एक बार में चुना जा सकता है। उदाहरण के लिए, आप एक क्वेरी बना सकते हैं जो उपयोगकर्ता तालिका से पहचानकर्ता (आईडी) 3 (माइक) के साथ उपयोगकर्ता के आदेश तालिका से सभी आदेशों का चयन करता है। हम निम्नलिखित भागों में बाद में कुंजियों के बारे में बात करेंगे।


इस तालिका में आईडी कॉलम प्राथमिक कुंजी है। प्रत्येक प्रविष्टि में एक विशिष्ट प्राथमिक कुंजी होती है, अक्सर एक संख्या। उपयोगकर्ता समूह कॉलम एक विदेशी कुंजी है। अपने नाम को देखते हुए, यह स्पष्ट रूप से एक तालिका को संदर्भित करता है जिसमें उपयोगकर्ता समूह होते हैं।

डेटा अतिरेक का अभाव।

डेटाबेस प्रोजेक्ट में जो रिलेशनल डेटा मॉडल के नियमों को ध्यान में रखते हुए बनाया गया है, प्रत्येक जानकारी, जैसे कि एक उपयोगकर्ता नाम, केवल एक ही स्थान पर संग्रहीत है। यह कई स्थानों पर डेटा के साथ काम करने की आवश्यकता को समाप्त करता है। डेटा दोहराव को डेटा अतिरेक कहा जाता है और इसे एक अच्छे डेटाबेस डिज़ाइन से बचना चाहिए।

इनपुट प्रतिबंध

रिलेशनल डेटाबेस का उपयोग करके, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि किसी कॉलम में किस प्रकार के डेटा को संग्रहीत करने की अनुमति है। आप एक फ़ील्ड बना सकते हैं जिसमें पूर्णांक, दशमलव संख्या, पाठ की छोटी-छोटी टुकड़ियाँ, पाठ की बड़ी मात्राएँ, दिनांक आदि शामिल हैं।


जब आप एक डेटाबेस तालिका बनाते हैं तो आप प्रत्येक कॉलम के लिए एक डेटा प्रकार प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, varchar अधिकतम 255 वर्णों वाले छोटे पाठ अंशों के लिए एक डेटा प्रकार है, और int संख्याएं हैं।

डेटा प्रकारों के अलावा, एक RDBMS आपको उस डेटा को और सीमित करने की अनुमति देता है जिसे आप दर्ज कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, लंबाई को सीमित करें या इस कॉलम में प्रविष्टियों के मूल्य की विशिष्टता को बाध्य करें। उत्तरार्द्ध प्रतिबंध अक्सर उन क्षेत्रों के लिए उपयोग किया जाता है जिनमें उपयोगकर्ता लॉगिन नाम (लॉगिन) या ईमेल पते होते हैं।

ये प्रतिबंध आपको अपने डेटा की अखंडता पर नियंत्रण देते हैं और निम्न जैसी स्थितियों को रोकते हैं:

- उस फ़ील्ड में पता (पाठ) दर्ज करें जिसमें आप संख्या को देखने की उम्मीद करते हैं
- एक सौ वर्णों में ही इस सूचकांक की लंबाई के साथ क्षेत्र सूचकांक दर्ज करें
- समान नाम वाले उपयोगकर्ता बनाना
- एक ही ईमेल पते के साथ उपयोगकर्ताओं को बनाना
- जन्मदिन के क्षेत्र (दिनांक) में वजन (संख्या) दर्ज करें

डेटा अखंडता बनाए रखें।

फ़ील्ड के गुणों को समायोजित करके, तालिकाओं को एक-दूसरे से जोड़ना, और प्रतिबंधों को सेट करके, आप अपने डेटा की विश्वसनीयता बढ़ा सकते हैं।

अधिकार सौंपना।

अधिकांश आरडीबीएमएस अनुमति सेटिंग्स प्रदान करते हैं जो आपको विशिष्ट उपयोगकर्ताओं को विशिष्ट अधिकार प्रदान करने की अनुमति देते हैं। कुछ क्रियाएं जिन्हें उपयोगकर्ता की अनुमति दी जा सकती है या अस्वीकार की जा सकती है: चयन करें (चुनें), INSERT (डालें), DELETE (हटाएं), ALTER (परिवर्तन), CREATE (निर्माण), आदि। ये ऐसे ऑपरेशन हैं जिन्हें एक संरचित क्वेरी भाषा (SQL) का उपयोग करके किया जा सकता है।

संरचित क्वेरी भाषा (एसक्यूएल)।

डेटाबेस पर कुछ संचालन करने के लिए, जैसे डेटा संग्रहीत करना, चयन करना, बदलना, एक संरचित क्वेरी भाषा (SQL) का उपयोग किया जाता है। SQL को समझना और अनुमति देना अपेक्षाकृत आसान है और एसक्यूएल जिन बयान का उपयोग करके कई तालिकाओं से संबंधित डेटा प्राप्त करने जैसे चुनिंदा स्टैक किए गए। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इस गाइड में SQL पर चर्चा नहीं की जाएगी। मैं डेटाबेस डिजाइन पर ध्यान केंद्रित करूंगा।

आप डेटाबेस को कैसे डिज़ाइन करते हैं, इसका सीधा असर उन प्रश्नों पर पड़ेगा, जिन्हें आपको डेटाबेस से डेटा प्राप्त करने के लिए पूरा करना होगा। यह एक और कारण है कि आपको यह सोचने की आवश्यकता है कि आपका आधार क्या होना चाहिए। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए डेटाबेस के साथ, आपकी क्वेरी क्लीनर और सरल हो सकती है।

पोर्टेबिलिटी।

रिलेशनल डेटा मॉडल मानक है। संबंधपरक डेटा मॉडल के नियमों का पालन करके, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपका डेटा अपेक्षाकृत आसानी से किसी अन्य RDBMS में स्थानांतरित किया जा सकता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, डेटाबेस को डिजाइन करना डेटा, उसके रिश्ते की पहचान करने और इस मुद्दे को हल करने के परिणामों को कागज पर (या कंप्यूटर प्रोग्राम में) रखने का मामला है। एक डेटाबेस डिजाइन करना आरडीबीएमएस से स्वतंत्र है जिसे आप इसे बनाने के लिए उपयोग करना चाहते हैं।

अगले भाग में, हम प्राथमिक कुंजियों पर करीब से नज़र डालेंगे।