قاعدة بيانات متعددة النماذج

في مجال تصميم قواعد البيانات، تعرف **قاعدة البيانات متعددة النماذج** على أنها نظام إدارة قواعد بيانات مصمم بغرض دعم نماذج بيانات متعددة ضمن نظام خلفي متكامل واحد. وفي المقابل، تُنظَّم معظم أنظمة إدارة قواعد البيانات حول نموذج بيانات واحد يُحدد كيفية تنظيم البيانات وتخزينها ومعالجتها. ومن الأمثلة على نماذج البيانات التي قد تدعمها قاعدة البيانات متعددة النماذج ما يلي: نماذج المستندات، والرسوم البيانية، والعلاقات، ونماذج المفتاح والقيمة.

## خلفية
اشتهر نموذج البيانات العلائقية بشكل واسع، وذلك بعد نشره من قبل إدغار ف. كود عام 1970م. ونظرًا لتزايد متطلبات قابلية التوسع الأفقي وتحمل الأعطال، ظهرت قواعد بيانات غير العلائقية بعد عام 2009م. والتي تستخد مجموعة متنوعة من نماذج البيانات، من بينها نماذج المستندات والرسوم البيانية ونماذج المفتاح والقيمة الشائعة.

قاعدة البيانات متعددة النماذج هي عبارة عن قاعدة بيانات قادرة على تخزين البيانات وفهرستها والاستعلام عنها بأكثر من نموذج. وقد ظلت قواعد البيانات ولفترة ظويلة تدعم نموذجًا واحدًا فقط، مثل: قاعدة البيانات العلائقية، أو قاعدة البيانات الموجهة نحو المستندات، أو قاعدة بيانات الرسوم البيانية، أو قاعدة بيانات الثلاثيات. وتُسمى قاعدة البيانات التي تجمع بين العديد من هذه النماذج، قاعدة متعددة النماذج. ويجب عدم الخلط بينها وبين أنظمة قواعد البيانات متعددة الوسائط مثل Pixeltable أو ApertureDB، التي تركز على الإدارة الموحدة لأنواع الوسائط المختلفة بما فيها الصور، والفيديو، والصوت، والنصوص بدلاً من نماذج البيانات المختلفة.

ولفترة زمنية معينة، تم تجاهل وجود أية نماذج لقواعد بيانات أخرى إلى جانب النماذج العلائقية. حيث كان النموذج العلائقي ومفهوم النموذج الطبيعي الثالث بمثابة المعيار الافتراضي لتخزين البيانات. ومع ذلك، وقبل هيمنة نمذجة البيانات العلائقية، من حوالي عام 1980م إلى 2005م، كان نموذج قاعدة البيانات الهرمي شائع الاستخدام. منذ عام 2000م أو 2010م، وقد انتشرت العديد من نماذج قواعد البيانات غير العلائقية، بما في ذلك المستندات، والثلاثيات، ومخازن القيم الرئيسية، والرسوم البيانية. ويمكن القول إن البيانات الجغرافية المكانية، والبيانات الزمنية، والبيانات النصية تُعد نماذج منفصلة أيضًا، على الرغم من أن البيانات النصية المفهرسة والقابلة للاستعلام تُوصف عمومًا بأنها "محرك بحث " وليست قاعدة بيانات.

وقد ظهر مصطلح "متعدد النماذج" لأول مرة في سياق قواعد البيانات في 30 مايو 2012م في مدينة كولونيا الألمانية، وذلك خلال الكلمة الرئيسية التي ألقاها لوكا جارولي، والتي كانت بعنوان " *اعتماد قواعد بيانات غير علائقية - ما هي الخطوة التالية؟* ".   وقد توقع جارولي تطور منتجات الجيل الأول من قواعد بيانات غير علائقية إلى منتجات جديدة ذات ميزات أكثر، قابلة للاستخدام في حالات استخدام متعددة.

فكرة قواعد البيانات متعددة النماذج إلى أنظمة إدارة البيانات العلائقية الكائنية (ORDBMS) يمكن أن ترجع إلى أوائل التسعينيات، وبشكل أوسع، إلى أنظمة إدارة قواعد البيانات الموحدة والمتكاملة في أوائل الثمانينيات. ويدير نظام إدارة البيانات العلائقية الكائنية أنواعًا مختلفة من البيانات، مثل البيانات العلائقية، وبيانات الكائنات، والنصوص، والبيانات المكانية، وذلك عن طريق دمج أنواع البيانات والوظائف وتطبيقات الفهرسة الخاصة بكل مجال في نواة نظام إدارة قواعد البيانات. وتُعد قاعدة البيانات متعددة النماذج استجابة مباشرة لنهج " الاستمرارية متعددة اللغات " الذي يربط بين منتجات قواعد بيانات متعددة، كل منها يتعامل مع نموذج مختلف، بهدف تحقيق إمكانية تعدد النماذج كما وصفها مارتن فاولر. ويمكن القول أن هذه الاستراتيجية تتضمن بين طياتها عيبان رئيسيان: فهي تؤدي إلى زيادة كبيرة في التعقيد التشغيلي، كما أنه لا يوجد دعم للحفاظ على اتساق البيانات عبر مخازن البيانات المنفصلة، من أجل ذلك بدأت قواعد البيانات متعددة النماذج في سد هذه الفجوة.

قواعد البيانات متعددة النماذج تهدف إلى توفير مزايا نمذجة البيانات الخاصة بالاستمرارية متعددة اللغات، مع استبعاد عيوبها. ويتم تقليل التعقيد التشغيلي، بشكل خاص، وذلك من خلال استخدام مخزن بيانات واحد.

## تقييم قواعد البيانات متعددة النماذج
مع تزايد عدد المنصات المقترحة للتعامل مع البيانات متعددة النماذج، برزت بعض الدراسات التي تهتم بتقييم أداء قواعد البيانات متعددة النماذج. فعلى سبيل المثال، استعرض كلٌ من: بلوتشينيك  وأوليفيرا  ويوني بنش  قواعد البيانات متعددة النماذج الموجودة، ثم قاموا بتقييمها ومقارنتها بقواعد بيانات علائقية وغير العلائقية الأخرى على التوالي. وأشاروا إلى أن مزايا قواعد البيانات متعددة النماذج مقارنةً بقواعد البيانات أحادية النموذج يمكن أن تتمثل في:

## بنيان
الاختلاف الرئيس بين قواعد البيانات متعددة النماذج المتاحة يكمن في بنيتها. فقواعد البيانات متعددة النماذج تدعم نماذج مختلفة إما ضمن المحرك نفسه أو عبر طبقات مختلفة فوقه. وبعض المنتجات قد توفر محركًا يدعم المستندات والرسوم البيانية، بينما توفر منتجات أخرى طبقات فوق مخزن المفاتيح. وفي البنية الطبقية، يُقدَّم كل نموذج بيانات عبر مكونه الخاص.

## نماذج البيانات التي يحددها المستخدم
وبالإضافةً إلى توفير نماذج بيانات متعددة في مخزن بيانات واحد، هناك بعض قواعد البيانات التي تتيح للمطورين تعريف نماذج بيانات مخصصة بسهولة. وتُفعَّل هذه الإمكانية بفضل معاملات ACID التي تتميز بأداء عالٍ وقابلية توسع كبيرة. ولكي يدعم نموذج البيانات المخصص التحديثات المتزامنة، يجب أن تكون قاعدة البيانات قادرة على مزامنة التحديثات عبر مفاتيح متعددة. وتتيح معاملات ACID، إذا كانت ذات أداء كافٍ، مثل هذه المزامنة. ويمكن تنفيذ مستندات JSON والرسوم البيانية والجداول العلائقية بطريقة تحمل قابلية التوسع الأفقي وتحمل الأعطال لمخزن البيانات الأساسي.

## الأساس النظري لقواعد البيانات متعددة النماذج
نظرية العلاقات التقليدية غير كافية لوصف أنظمة قواعد البيانات متعددة النماذج بدقة. ولذلك تركز الأبحاث الحديثة على تطوير أساس نظري جديد لمثل هذه الأنظمة. حيث توفر نظرية الفئات لغة موحدة ودقيقة لنمذجة نماذج البيانات المختلفة ودمجها وتحويلها. ومن خلال تمثيل البيانات متعددة النماذج كمجموعات، وعلاقاتها كدوال أو علاقات ضمن فئة المجموعات، يمكننا إنشاء إطار عمل رسمي يكون قادرًا على وصف نماذج البيانات المختلفة ومعالجتها وفهمها، وكيفية تفاعلها.

## انظر أيضاً

* أسيد (معلوماتية)
* البيانات الضخمة
* قاعدة البيانات غير العلائقية
* معاملات قاعدة البيانات
* تحليل البيانات
* قاعدة بيانات موزعة
* قواعد البيانات الضخمة

## مراجع

## روابط خارجية

* استمرارية تعدد اللغات
* مجموعة 451، "لا سمك ولا طير: صعود قواعد البيانات متعددة النماذج"
* ODBMS، "حول قواعد البيانات متعددة النماذج. مقابلة مع مارتن شونرت وفرانك سيلر."
* نظام إدارة قواعد البيانات الكائنية، "الاستمرارية متعددة اللغات أم نماذج البيانات المتعددة؟"
* إنفوورلد، "صعود قاعدة البيانات متعددة النماذج"

تصنيف:تطبيقات في حوسبة موزعة
تصنيف:قواعد بيانات
تصنيف:إدارة البيانات
تصنيف:معمارية الحوسبة الموزعة
تصنيف:قواعد بيانات غير علائقية
تصنيف:نظام معالجة المعاملات
تصنيف:تحليل البيانات
تصنيف:بيانات ضخمة
تصنيف:نظم إدارة قواعد البيانات العلائقية
تصنيف:نظم إدارة قواعد البيانات