ما هو الملف المسطح؟
الملف المسطح عبارة عن مجموعة من البيانات المخزنة في ملف ثنائي الأبعاد قاعدة البيانات حيث يتم تخزين سلاسل معلومات متشابهة ولكن منفصلة كسجلات في ملف طاولة. تمثل أعمدة الجدول بعدا واحدا من قاعدة البيانات، بينما يمثل كل صف سجلا منفصلا. ويسمى أ مستوي قاعدة البيانات لأن هناك بعدين فقط، هما الصفوف والأعمدة، ولا توجد علاقات مع عناصر البيانات الأخرى.
المعلومات المخزنة في ملف ثابت بشكل عام أبجدية رقمية مع القليل من التنسيق الإضافي أو بدونه. تعتمد بنية الملف الثابت على تنسيق موحد كما هو محدد بواسطة النوع وأطوال الأحرف الموضحة في الأعمدة. كل صف عبارة عن إدخال بيانات منفصل.
أحد أبرز أمثلة الملفات المسطحة هو ملف القيم المفصولة بفاصلة (CSV). ملف CSV هو الملف الذي يتم فيه جمع بيانات الجدول في سطور من الكود القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات (أسكي) نص يتضمن القيمة من كل خلية جدول مفصولة بفاصلة ويتم تمثيل كل صف بخط جديد. تشتمل قاعدة بيانات الملفات المسطحة على جدول واحد.
هناك أنواع أخرى من قواعد بيانات الملفات النصية البسيطة فقط ASCII. يستخدم ملف القيمة المفصولة بعلامات جدولة حرف الجدولة لتحديد الأعمدة. الأحرف المحددة الأخرى الشائعة هي المسافات والفواصل المنقوطة والأنابيب. تستخدم بعض الملفات المسطحة أعمدة ذات طول ثابت.
أنواع الملفات المسطحة
بينما المصطلح ملف ثابت غالبًا ما يستخدم لوصف قاعدة بيانات ذات ملف ثابت، ويمكن أن يشير أيضًا إلى أنواع أخرى من الملفات التي لا تشبه قواعد البيانات على الإطلاق. هناك بعض الغموض حول إمكانية تضمين أحرف التحكم، مثل فواصل الأسطر، في ملف ثابت.
على سبيل المثال، مايكروسوفت وورد وثيقة الذي تم حفظه كنص فقط يمكن اعتباره ملفًا ثابتًا. يحتوي الملف الناتج على سجلات – أسطر نصية ذات طول منتظم معين – ولكن لا توجد معلومات تنسيق – على سبيل المثال، حول أحجام العناوين أو العناوين الفرعية ومواضعها أو المعلومات التي يمكن أن يستخدمها البرنامج لإنشاء جدول محتويات للملف النصي .
بمعناه الأوسع، ملف ثابت قد يشير إلى أي ملف نصي يحتوي على حد أدنى من التنسيق أو لا يحتوي على أي تنسيق إلى جانب استخدام مجموعة أحرف ASCII. وبهذا المعنى، الملف الثابت هو أي ملف تم إنشاؤه بواسطة برامج تحرير نصوص بسيطة، مثل Notepad أو Vim أو Nano (لنظام التشغيل Linux). على المدى نص عادي غالبًا ما يستخدم لوصف هذا النوع من الملفات.
ما هي الخصائص الرئيسية لقاعدة بيانات الملفات المسطحة؟
قاعدة بيانات الملفات المسطحة عبارة عن مستودع بسيط ثنائي الأبعاد للبيانات المشابهة. يتم ترتيب البيانات في صفوف أو سجلات عبر الأعمدة أو الحقول. يحتوي كل صف على نفس نوع المعلومات الموجودة في الصفوف الأخرى في الملف الثابت؛ يتم تعريف هذه المعلومات بواسطة الأعمدة التي تصف نوع البيانات وتضع حدًا لعدد الأحرف المسموح بها لتمثيل معلومات الحقل.
كما ذكرنا، يتم فصل الأعمدة بحرف تحكم ASCII واحد، مثل علامة التبويب (تسلسل لوحة المفاتيح هو Alt + 09) أو الفاصلة (Alt + 44). يتم تحديد كل صف بواسطة حرف إرجاع (Alt + 013).
لا تحتوي قاعدة بيانات الملفات الثابتة على حد محدد مسبقًا لعدد الصفوف التي قد تحتوي عليها. قد يكون حجم قاعدة بيانات الملفات الثابتة محدودًا بواسطة نظام تشغيل الكمبيوتر المضيف (نظام التشغيل) أو لها نظام الملفات. إذا تم استخدام تطبيق قاعدة بيانات لإنشاء قاعدة بيانات ذات ملف ثابت، فقد يطبق هذا التطبيق حدودًا على عدد الصفوف وأطوال الأعمدة وحجم الملف الإجمالي.
هناك أداتان أساسيتان لمعالجة المعلومات في قاعدة بيانات الملفات الثابتة: فرز الأعمدة والبحث. قد توفر بعض التطبيقات، مثل جداول البيانات التي تسمح بإنشاء قواعد بيانات ذات ملفات مسطحة، أدوات إضافية وأكثر تعقيدًا لمعالجة البيانات. يتيح الفرز للمستخدم ترتيب البيانات بترتيب أبجدي رقمي تصاعدي أو تنازلي بناءً على محتويات عمود واحد؛ يعثر البحث على سلاسل محددة من النصوص أو الأرقام في قاعدة بيانات الملفات الثابتة.
لا تحتوي الملفات المسطحة على أي فهرسة أو فرز مضمن. وهذا يعني أن قواعد بيانات الملفات المسطحة الكبيرة للغاية يمكن أن تكون بطيئة في البحث والفرز. للقيام بهذه العمليات، يجب قراءة الملف بأكمله في الذاكرة ثم إعادة تصديره. وهذا يعني أن قواعد البيانات ذات الملفات الثابتة ليست مناسبة لقواعد البيانات الكبيرة التي تحتاج إلى الاستعلام عنها.
ما هي قاعدة بيانات الملفات المسطحة المستخدمة؟
على الرغم من أنها توفر وسائل بدائية نسبيًا لتخزين البيانات ومعالجتها والوصول إليها، إلا أن الملفات المسطحة لا تزال تستخدم على نطاق واسع لعدد من التطبيقات المعاصرة. لا تزال قواعد البيانات ذات الملفات الثابتة مفيدة كملفات بيانات سهلة الإنشاء وسهلة الصيانة للمعلومات التي يتم الوصول إليها بشكل شائع، مثل الأسماء أو العناوين أو قوائم العضوية أو قوائم الفصول الدراسية. تطبيقات جداول البيانات، مثل مايكروسوفت اكسل أو جداول بيانات جوجل، يمكن استخدامها لإنشاء قواعد بيانات الملفات الثابتة ومعالجتها.
تتميز قواعد بيانات الملفات المسطحة بسهولة النقل ويمكن فتحها وقراءتها بواسطة أي برنامج ونظام تشغيل تقريبًا. تستخدم العديد من البرامج قواعد بيانات CSV ذات الملفات الثابتة كوسيلة لتبادل المعلومات. على سبيل المثال، قد يقوم Microsoft Outlook بتصدير قائمة جهات الاتصال بتنسيق CSV، والتي يمكن بعد ذلك استيرادها بسهولة إلى جهات اتصال Google.
قد يعتبر البعض تنسيقات تبادل البيانات الأخرى كملفات مسطحة. لغة التوصيف الموسعة, جافا سكريبت تدوين كائن و YAML ليست لغة ترميزية تحتوي على هياكل بيانات يحددها منشئها ويمكن أن تحتوي على بيانات متداخلة أكثر تعقيدًا من الملفات المسطحة البسيطة. تحل هذه الأنواع من الملفات محل ملفات CSV البسيطة لتبادل البيانات في بعض الحالات.
تُستخدم الملفات المسطحة أيضًا على نطاق واسع في انترنت الأشياء و مستودع البيانات/بحيرة البيانات البيئات. بالنسبة لهذه التطبيقات، تعد بساطة قاعدة بيانات الملفات المسطحة مفيدة باعتبارها طريقة منخفضة التكلفة وسهلة الوصول لتخزين المعلومات الضخمة التي يجب الحفاظ عليها في حالتها الأصلية.
يمكن أن تحتوي قواعد بيانات الملفات المسطحة على عدد غير محدود عمليًا من الصفوف. وهذا يجعلها مفيدة للتسجيل والمواقف الأخرى حيث يتم إلحاق الصفوف في نهاية الملف. هذه الأنواع من ملفات السجل ويمكن بعد ذلك استيعابها بانتظام في قاعدة بيانات احتفاظ أخرى، والتي يمكنها بعد ذلك تطبيق الفهرسة والتحسينات الأخرى لجعل البيانات قابلة للبحث.
تطبيق آخر لقواعد بيانات الملفات المسطحة هو إدارة تخزين الكائن الأنظمة، مثل Amazon Simple Storage Service. يتم استخدام تخزين الكائنات بشكل شائع بواسطة خدمات التخزين السحابية لأنه يمكن أن يستوعب كميات هائلة من البيانات. تتم إدارة البيانات المخزنة على أنظمة الكائنات بواسطة قاعدة بيانات مسطحة غير هرمية تحتفظ بالمعلومات الأساسية حول البيانات، مثل أسماء الملفات ومكان تخزينها على الوسائط. قد يتم استدعاء مستودعات تخزين الكائنات هذه أنظمة الملفات المسطحة لأنه لا يوجد تداخل للبيانات في المجلدات.
نماذج اللغات الكبيرة (ماجستير في القانون) وغيرها التعلم الالي يتم تدريب الأدوات عادةً على البيانات المخزنة في الملفات المسطحة. تحتاج LLMs إلى مجموعات بيانات ضخمة غير منظمة ويجب استيرادها والتعامل معها بسرعة. قبل أن تتم معالجتها، يجب سحب البيانات إلى تنسيق بسيط مع إزالة كافة التنسيقات والمعلومات الأخرى.
قاعدة بيانات الملفات المسطحة مقابل قاعدة البيانات العلائقية
يتم أحيانًا الخلط بين قاعدة بيانات الملفات المسطحة وقاعدة بيانات قاعدة بيانات علائقيةولكن هناك اختلافًا كبيرًا بين نوعي قواعد البيانات من حيث الشكل والوظيفة.
يتكون الملف الثابت من جدول بيانات واحد. أنها تمكن المستخدم من تحديد البيانات صفات، مثل الأعمدة وأنواع البيانات، جدولًا تلو الآخر، ويخزن تلك السمات بشكل منفصل عن التطبيقات. يُستخدم هذا النوع من الملفات بشكل شائع لاستيراد البيانات في مشاريع تخزين البيانات.
في قواعد البيانات العلائقية، هذا المصطلح ملف ثابت يستخدم أحيانًا كمرادف للجدول. تحتوي قاعدة البيانات العلائقية على جداول متعددة من البيانات التي ترتبط ببعضها البعض وتمكن المستخدم من تحديد معلومات حول جداول متعددة والعلاقات بين تلك الجداول، مما يوفر المرونة والتحكم في قيود قاعدة البيانات.
على سبيل المثال، قد تحتوي قاعدة البيانات الارتباطية على جدول واحد يسرد أسماء الطلاب وعناوينهم وأرقام هواتفهم وجدول ثانٍ يحتوي على أسماء الطلاب وسنتهم الدراسية الحالية ومجالات دراستهم الرئيسية. في قاعدة البيانات العلائقية، يمكن ربط الجدولين المنفصلين ببعضهما البعض عبر الحقل المشترك بينهما: اسم الطالب.
تقوم هذه العملية بشكل أساسي بربط الجدولين معًا بحيث يمكن تحديد المعلومات ذات الصلة واستخلاصها من الجدولين المتميزين في وقت واحد، مثل أسماء الطلاب وتخصصاتهم وأرقام هواتفهم.
للحصول على نفس التأثير مع قاعدة بيانات الملفات الثابتة، يجب تضمين جميع المعلومات في ملف واحد، أو يجب أن تتضمن قواعد بيانات الملفات الثابتة المنفصلة بعض المعلومات الزائدة عن الحاجة. نظرًا لأن قواعد بيانات الملفات الثابتة تحتوي على بيانات زائدة عن الحاجة، فهي كذلك غير طبيعي.
على هذا النحو، تعد قواعد البيانات العلائقية أكثر تعقيدًا ويمكن أن تكون موسعة، بحيث تشمل العشرات أو أكثر من الجداول المنفصلة. يجب أن يكون لدى تطبيق قاعدة البيانات العلائقية معرفة بكيفية تنظيم البيانات ضمن ملفات متعددة. وأدوات متخصصة مثل لغة الاستعلام الهيكلية (SQL)، يجب استخدامها لربط الجداول المختلفة وللبحث عن البيانات واستخراجها.
قد يكون من الصعب تحديد قاعدة البيانات المناسبة لتطبيقات مؤسستك. تعلم كيف اختر قاعدة البيانات المناسبة لتناسب نموذج (نماذج) البيانات الخاصة بك.
