قاعدة بيانات المفتاح والقيمة

الموسوعة الحرة
بطاقة بيانات جدولية مقترحة لمحرك باباج التحليلي، تعرض زوجًا من المفتاح والقيمة، وفي هذه الحالة رقمًا ولوغاريتمه العشري.

قاعدة بيانات المفتاح والقيمة ، أو مخزن المفتاح والقيمة ، هي نموذج لتخزين البيانات مصمم لتخزين واسترجاع وإدارة المصفوفات الترابطية ، وهي بنية بيانات تُعرف اليوم باسم القاموس . تحتوي القواميس على مجموعة من الكائنات ، أو السجلات ، التي بدورها تحتوي على العديد من الحقول المختلفة . تُخزن هذه السجلات وتُسترجع باستخدام مفتاح يُعرّف السجل بشكل فريد، ويُستخدم للعثور على البيانات داخل قاعدة البيانات . [ 1 ] [ 2 ]

جدول يعرض قيم البيانات المنسقة المختلفة المرتبطة بمفاتيح مختلفة

لطالما قيّد غياب التوحيد القياسي، ومحدودية دعم المعاملات، وبساطة واجهات الاستعلام، استخدام العديد من أنظمة المفتاح والقيمة في تطبيقات متخصصة، إلا أن الانتقال السريع إلى الحوسبة السحابية بعد عام 2010 ساهم في تجدد الاهتمام بها كجزء من حركة NoSQL الأوسع . بعض قواعد بيانات الرسوم البيانية ، مثل ArangoDB ، [ 3 ] هي أيضاً قواعد بيانات مفتاح وقيمة داخلياً، حيث تضيف مفهوم العلاقات ( المؤشرات ) بين السجلات كنوع بيانات أساسي. [ 4 ] [ 5 ]

تعريف

تختلف قواعد بيانات المفتاح والقيمة عن قواعد البيانات العلائقية (RDB) الأكثر شيوعًا. تُعرّف قواعد البيانات العلائقية بنية البيانات مسبقًا كسلسلة من الجداول التي تحتوي على حقول ذات أنواع بيانات محددة بدقة . يتيح عرض أنواع البيانات لبرنامج قاعدة البيانات تطبيق تحسينات متنوعة. في المقابل، تتعامل أنظمة المفتاح والقيمة مع القيمة على أنها غير قابلة للقراءة من قِبل قاعدة البيانات نفسها، وتدعم عادةً عمليات بسيطة فقط مثل تخزين القيمة واسترجاعها وتحديثها وحذفها باستخدام مفتاحها. يوفر هذا مرونة كبيرة ويجعل هذه الأنظمة مناسبة تمامًا لأحمال العمل ذات زمن الاستجابة المنخفض والإنتاجية العالية التي يهيمن عليها البحث المباشر عن المفاتيح، ولكنها أقل ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب استعلامات معقدة أو علاقات صريحة بين السجلات. [ 5 ] [ 4 ] تعني خاصية عدم الوضوح أن المفاتيح لا تخضع لمعايير البحث أو العلاقات أو قيود التكامل المرجعي . [ 6 ] إن عدم الوضوح هو ما يميز أنظمة إدارة قواعد بيانات المفتاح والقيمة عن قواعد بيانات المستندات . يستطيع نظام إدارة قواعد بيانات المستندات تفسير بنية السجل، بينما يتعامل نظام إدارة قواعد بيانات المفتاح والقيمة مع كل قيمة ككائن مبهم لا يمكن استرجاعه بالكامل إلا من خلال مفتاحه المرتبط، بدلاً من الاستعلام عن الحقول الفردية. ويبقى هذا التمييز قائماً حتى لو كان نظام إدارة قواعد بيانات المستندات يوفر حقلاً تعريفياً يسمح باسترجاع المستندات بنفس طريقة نظام إدارة قواعد بيانات المفتاح والقيمة. تدعم بعض أنظمة إدارة قواعد بيانات المفتاح والقيمة أنواع القيم المعقدة؛ على سبيل المثال، يدعم Redis القوائم . [ 7 ]

الأنواع والأمثلة

تتفاوت أنظمة المفتاح والقيمة بشكل كبير في مستوى الاتساق ، بدءًا من التصاميم المتسقة في النهاية وصولًا إلى التصاميم المتسقة بقوة أو القابلة للتسلسل ، ويسمح بعضها بضبط مستوى الاتساق كجزء من المفاضلة بين زمن الاستجابة والتوافر. [ 5 ] [ 4 ] وقد تجدد الاهتمام بأنظمة المفتاح والقيمة وغيرها من أنظمة NoSQL جزئيًا بسبب متطلبات البيانات الضخمة والتطبيقات الموزعة والسحابية. وقد جعلتها قابليتها للتوسع وتوافرها جذابة لإدارة البيانات السحابية، على الرغم من أن دعم المعاملات المحدود، وواجهات الاستعلام منخفضة المستوى، ونقص التوحيد القياسي، ظلت تشكل عوائق أمام انتشارها على نطاق أوسع. [ 4 ] يحتفظ بعضها بالبيانات في الذاكرة (RAM) ، بينما يستخدم البعض الآخر محركات أقراص الحالة الصلبة أو الأقراص الدوارة . [ 1 ]

تُضيف بعض أنظمة المفتاح والقيمة بنيةً إضافيةً إلى مفاتيحها. على سبيل المثال، تُنظّم قاعدة بيانات أوراكل NoSQL السجلات باستخدام مفاتيح مركبة ذات مكونات "رئيسية" و"ثانوية"، وهو ترتيب تُشبهه أوراكل ببنية مسار الدليل في نظام الملفات. وبشكلٍ عام، تُعرَّف مخازن المفتاح والقيمة باستخدامها لمفاتيح فريدة مرتبطة بقيم مبهمة، وبتركيزها على العمليات البسيطة القائمة على المفاتيح. [ 8 ]

تضمنت أنظمة يونكس مكتبة dbm (مدير قواعد البيانات)، وهي مكتبة قواعد بيانات بسيطة كتبها كين تومسون لإدارة المصفوفات الترابطية باستخدام مفتاح واحد والوصول القائم على التجزئة . وشملت التطبيقات اللاحقة والمكتبات ذات الصلة sdbm وGNU dbm (gdbm) و Berkeley DB . [ 9 ]

ومن الأمثلة الحديثة على ذلك RocksDB ، وهو محرك تخزين بيانات مستمر يعتمد على نظام المفتاح والقيمة، طُوّر في شركة فيسبوك وصُمّم خصيصًا للتطبيقات واسعة النطاق. [ 10 ] وتشمل الأمثلة الأخرى أنظمة التخزين في الذاكرة مثل Memcached و Redis ، وأنظمة التخزين المستمر مثل Berkeley DB و Riak و Voldemort . [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 كوربيليني، أليخاندرو؛ ماتيوس، كريستيان؛ زونينو، أليخاندرو؛ جودوي، دانييلا؛ شيافينو ، سيلفيا (2017/01/01). "استمرار البيانات الضخمة: مشهد NoSQL" . نظم المعلومات . 63 : 1– 23. دوى : 10.1016/j.is.2016.07.009 . اتش دي ال : 11336/58462 . ردمك 0306-4379 . تم الاسترجاع 2025-05-25 . 
  2. ↑ هيشت، روبن؛ جابلونسكي، ستيفان (2011). تقييم قواعد بيانات NoSQL: دراسة استقصائية موجهة نحو حالات الاستخدام . المؤتمر الدولي لعام 2011 حول الحوسبة السحابية والخدمات. الصفحات 336-341 . doi : 10.1109/CSC.2011.6138544 . 
  3. ↑ "محركات التخزين" . ArangoDB . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2020 .
  4. 1 2 3 4 5 غرولينغر، كاتارينا؛ هيغاشينو، ويلسون أ.؛ تيواري، أبهيناف؛ كابريتز، ميريام أ.م. (2013). "إدارة البيانات في بيئات الحوسبة السحابية: مخازن بيانات NoSQL وNewSQL" . مجلة الحوسبة السحابية: التطورات والأنظمة والتطبيقات . 2 (1) 22. doi : 10.1186/2192-113x-2-22 .
  5. 1 2 3 جيسيرت، فيليكس؛ وينجراث، وولفرام؛ فريدريش، ستيفن؛ ريتر، نوربرت (2017). "أنظمة قواعد بيانات NoSQL: دراسة استقصائية وتوجيهات لاتخاذ القرار". علوم الحاسوب - البحث والتطوير . 32 ( 3-4 ): 353-365 . doi : 10.1007/s00450-016-0334-3 .
  6. ↑ ليماهيو، ويلفريد؛ بروك، سيبي فاندن؛ بايسنز، بارت (12 يوليو 2018). مبادئ إدارة قواعد البيانات: الدليل العملي لتخزين وإدارة وتحليل البيانات الكبيرة والصغيرة . مطبعة جامعة كامبريدج . الصفحات 314-315 . ISBN  978-1-107-18612-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يوليو 2026 .
  7. ↑ سادالاج، برامود جيه؛ فاولر، مارتن (8 أغسطس 2012). NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot Persistence . Addison-Wesley . ص 20-24 . ISBN  978-0-13-303612-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يوليو 2026 .
  8. ↑ قاعدة بيانات أوراكل NoSQL .
  9. ↑ سيلتزر، مارغو آي؛ يغيت، أوزان (يناير 1991). "حزمة تجزئة جديدة لنظام يونكس" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر التقني الشتوي لعام 1991 لـ USENIX . دالاس، تكساس. الصفحات 173-184 . 
  10. ↑ دونغ، سيينغ؛ كريتشكا، أندرو؛ جين، يانكين؛ ستوم، مايكل (2021). "Rocksdb: تطور أولويات التطوير في مخزن القيم الرئيسية الذي يخدم التطبيقات واسعة النطاق" . معاملات ACM في مجال التخزين . 17 (4): 1-32 . doi : 10.1145/3483840 .