أساسيات قواعد البيانات

لماذا يهم

تعرض الشاشة ما اختار التطبيق أن يعرضه، أما قاعدة البيانات فتحفظ ما خُزِّن فعلاً. وكثير من العيوب لا يوجد إلا هناك: رقم هاتف فقد صفره البادئ، واسم عربي حُفظ علامات استفهام، ووصف قُطع عند ⁦50⁩ حرفاً، وطابع زمني انزاح ثلاث ساعات. وتظهر هذه العيوب بعد أسابيع في فاتورة أو تقرير أو نظام آخر.

ومعرفة طريقة بناء الجدول تحوّل التخمين إلى تصميم اختبار؛ فنوع كل عمود وطوله حدود نادراً ما يذكرها المتطلب، وكل عمود اختياري يطرح سؤالاً: ماذا يعني «فارغ»؟

الجداول والصفوف والأعمدة

يعرض جدول customers أدناه ثلاثة صفوف وخمسة من أعمدته: صف لكل عميل، وعمود لكل سمة، وقيمة واحدة حيث يلتقي صف بعمود.

وهناك خاصيتان تفاجئان المبتدئين. الأولى أن للعمود المعنى نفسه في كل صف: فلا يحمل phone رقم هاتف في صف وبريداً إلكترونياً في صف آخر. والثانية أنه لا ترتيب ذاتياً للصفوف: فمن دون ORDER BY قد تعيدها قاعدة البيانات بأي ترتيب، لذا فإن «آخر صف» ليس طريقة للعثور على السجل الذي أنشأته للتو. ابحث عنه بمعرّفه — هنا customer_id، وهو مفتاح (Key) وموضوع درس المفاتيح والعلاقات.

• أسماء أخرى: الجدول في النظرية العلائقية علاقة (Relation)، والصف سجل (Record) أو Tuple، والعمود حقل (Field) أو سمة (Attribute).
• المخطط (Schema): تعريف جميع الجداول والأعمدة والأنواع والقواعد (وفي PostgreSQL وSQL Server هو أيضاً مساحة أسماء تجمع الجداول).

Table: customers

customer_id | full_name   | phone         | birth_date | wallet_balance
------------+-------------+---------------+------------+---------------
        317 | Sara Ahmed  | 0550000001    | 1994-03-18 |         250.00
        318 | Ravi Kumar  | +919800000002 | NULL       |           0.00
        319 | Lina Haddad | 0790000003    | 2001-11-02 |        1250.50

أنواع البيانات: ما الذي يقبله العمود

يُعلن كل عمود نوع بيانات يحدد القيم التي يقبلها، وكيف تُرتَّب وتُقارَن، وما أقصى حجم لها. وتختلف الأسماء والصرامة بين المحرّكات: يستخدم SQL Server النوع BIT بدلاً من BOOLEAN، ويرفض PostgreSQL النصَّ أو العدد الذي يتجاوز ما يتسع له عموده، لكنه يقرّب المنازل العشرية الزائدة دون أي خطأ، ويتوقف سلوك MySQL على وضع SQL المضبوط (SQL mode)، ويخزّن SQLite افتراضياً أي قيمة تقريباً في أي عمود.

• الأعداد الصحيحة — INTEGER وBIGINT: للعدّ والكميات والمعرّفات. لكل منها نطاق ثابت، وINTEGER ذو الأربعة بايتات يتوقف عند ⁦2147483647⁩.
• الأعداد العشرية الدقيقة — NUMERIC(p,s) أو DECIMAL(p,s): للمال. فـNUMERIC(10,2) فيه ⁦10⁩ أرقام إجمالاً، منها ⁦2⁩ بعد الفاصلة: أقصى ما يتسع له ⁦99999999.99⁩، ويخزّن PostgreSQL القيمة ⁦0.125⁩ على أنها ⁦0.13⁩.
• الأعداد التقريبية — REAL وDOUBLE PRECISION: للقياسات، ولا تصلح للمال أبداً؛ ففي الفاصلة العائمة الثنائية لا يساوي 0.1 + 0.2 القيمة 0.3 بالضبط.
• النصوص — VARCHAR(n) وTEXT: الرقم n هو الطول الأقصى. تعدّ معظم المحرّكات الأحرف، لكن بعض الأنواع تعدّ البايتات، وفي ترميز ⁦UTF-8⁩ يشغل الحرف العربي بايتين وحرف الديفاناغاري ثلاثة بايتات.
• التاريخ والوقت — DATE وTIMESTAMP: يوم أو لحظة. تحقّق هل يحتفظ الطابع الزمني بالمنطقة الزمنية؛ فالساعة ⁦01:30⁩ في الرياض (⁦UTC+3⁩) ما زالت في اليوم السابق بتوقيت UTC.
• القيم المنطقية — BOOLEAN: صواب أو خطأ، ويخزّنه MySQL عدداً صحيحاً صغيراً فترى ⁦1⁩ و⁦0⁩.
• NULL — ليس نوعاً بل علامة تعني «لا قيمة» في أي عمود. وهو يختلف عن الصفر، وعن النص الفارغ ''، وعن كلمة «NULL» يكتبها المستخدم. والعمود المُعلَن NOT NULL إلزامي.

جرّبها: محوّل CSV إلى SQL جرّبها: مولّد مجموعات الأرقام الحدّية جرّبها: عدّاد طول السلاسل النصية

مثال تطبيقي: أفكار اختبار من تعريف جدول

صفحة ملف شخصي جديدة يُدخل فيها العملاء الاسم ورقم الجوال وتاريخ الميلاد اختيارياً، وتعرض رصيد المحفظة. وقبل أن توجد أي شاشة، اقرأ تعريف الجدول الذي شاركه المطور أدناه بوصفه جزءاً من أساس الاختبار (Test basis)، أي كل ما تشتق منه اختباراتك، وحوّل أعمدته إلى شروط اختبار (Test conditions)، أي الجوانب التي تستحق الاختبار، أو إلى أسئلة:

• full_name VARCHAR(100): احفظ أسماء طولها ⁦100⁩ و⁦101⁩ حرف (الحد الأقصى وحرف واحد بعده) بالإنجليزية والعربية والهندية. المتوقع أن يُخزَّن الاسم ذو ⁦100⁩ حرف دون تغيير، وأن يُرفض ذو ⁦101⁩ برسالة واضحة لا أن يُقطع بصمت.
• phone VARCHAR(20): النص هو النوع الصحيح؛ فالنوع الرقمي يُسقط الصفر البادئ من 0550000001 وعلامة + من +919800000002. قارن القيمة المخزّنة حرفاً حرفاً.
• birth_date DATE NULL: اترك الحقل فارغاً. المتوقع NULL في الصف، لا قيمة بديلة مثل 1900-01-01.
• wallet_balance NUMERIC(10,2): اشحن ⁦0.10⁩ ثلاث مرات وتوقّع ⁦0.30⁩ بالضبط. واسأل ماذا يحدث حين يرفع الشحن الرصيد فوق ⁦99999999.99⁩، وهي أقصى قيمة يتسع لها العمود.
• created_at TIMESTAMP: هذا النوع في PostgreSQL لا يحتفظ بالمنطقة الزمنية. سجّل عميلاً الساعة ⁦01:30⁩ بتوقيت الرياض واسأل: هل خُزّن الوقت بتوقيت UTC أم بالتوقيت المحلي؟ فكل تقرير يومي يتوقف على الإجابة.

CREATE TABLE customers (
  customer_id     INTEGER        NOT NULL,
  full_name       VARCHAR(100)   NOT NULL,
  phone           VARCHAR(20)    NOT NULL,
  birth_date      DATE           NULL,
  wallet_balance  NUMERIC(10,2)  NOT NULL DEFAULT 0,
  is_active       BOOLEAN        NOT NULL DEFAULT TRUE,
  created_at      TIMESTAMP      NOT NULL,
  CONSTRAINT pk_customers PRIMARY KEY (customer_id)
);

جرّبها: مولّد مجموعات بيانات SQL جرّبها: مولّد مجموعات بيانات Unicode

قواعد البيانات العلائقية وغيرها

قواعد البيانات العلائقية، التي يُستعلم عنها بلغة SQL، واسعة الاستخدام لحفظ السجلات التجارية، وهي محور هذه الوحدة. ولغة SQL موحّدة في المعيار ⁦ISO/IEC 9075⁩، لكن لكل محرّك لهجته. أما قواعد البيانات غير العلائقية (NoSQL) فتنظّم البيانات بطرق أخرى، وكثيراً ما تترك الفحوص للتطبيق:

• قواعد بيانات المستندات (Document databases)، مثل MongoDB، تحفظ مستندات شبيهة بـJSON قد تختلف حقولها داخل المجموعة (Collection) الواحدة ما لم تمنع ذلك قاعدةُ تحقق؛ فاختبر الحقول المفقودة أو ذات الأسماء المكتوبة خطأً والأرقام المخزّنة نصاً.
• مخازن المفتاح والقيمة (Key-value stores)، مثل Redis، تحفظ قيمة تحت مفتاح، وكثيراً ما تُستخدم ذاكرةً مؤقتة (Cache) قد لا تعود مطابقة لقاعدة البيانات التي تقف خلفها.
• مخازن الأعمدة العريضة (Wide-column stores)، مثل Apache Cassandra، توزّع جداول ضخمة جداً على خوادم كثيرة.
• قواعد بيانات الرسوم البيانية (Graph databases)، مثل Neo4j، تحفظ العُقد والعلاقات بينها، مثل من يتابع من.

جرّبها: محوّل JSON إلى SQL

أسئلة شائعة

المراجع

• ISO/IEC 9075-1:2023 — Information technology — Database languages SQL — Part 1: Framework (SQL/Framework)ISO/IEC · 2023الجزء الإطاري من معيار SQL الدولي، الذي تنفّذه لهجات PostgreSQL وMySQL وSQLite وغيرها بدرجات متفاوتة.
• PostgreSQL Documentation: SQL SyntaxThe PostgreSQL Global Development Groupالبنية المعجمية لـ SQL في PostgreSQL: المعرّفات والاقتباس والثوابت النصية والتهريب.
• SQL As Understood By SQLiteSQLiteقواعد SQL التي يقبلها SQLite، عبارة تلو الأخرى، مع مخططات نحوية.