پایگاه‌داده پستگرس (PostgreSQL) چیست و چگونه آن را نصب کنیم؟

یکی از محبوب‌ترین پایگاه‌های داده که می‌توانید در بک‌اند وب‌سایت خود از آن استفاده کنید پایگاه‌داده پستگرس یا همان PostgreSQL است. این پایگاه‌داده یکی از سریع‌ترین و پرطرف‌دارترین دیتابیس‌های بوده و قدرت بالایی در ذخیره داده‌ها دارد. می‌توانید به کمک این پایگاه‌داده به‌راحتی انواع داده‌ها را ذخیره و ویرایش کنید. همراه ما باشید تا در ادامه بیشتر درباره این دیتابیس با هم صحبت کنیم.

معرفی PostgreSQL

در معرفی پایگاه‌داده PostgreSQL می‌توان گفت که این پایگاه‌داده یکی از محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین پایگاه‌های داده بوده و از روابط SQL برای ثبت داده‌ها استفاده می‌کند. این پایگاه‌داده متن‌باز شکلی رابطه‌ای داشته و با کمک توابع SQL، کلیدهای خارجی، ساب کوئریز و عملکردهای دیگر داده‌ها را برای شما مدیریت می‌کند.

زبان این پایگاه‌داده از نوع SQL بوده و عملگرهای از پیش تعریف شده‌ای را دارد. این پایگاه‌داده همچنین از JSON ای غیررابطه‌ای نیز پشتیبانی می‌کند که ثبت داده را برای شما راحت‌تر خواهد کرد.

پایگاه‌داده رابطه‌ای

یکی از مهم‌ترین مفاهیمی که برای آشنایی با پایگاه‌داده PostgreSQL باید آن را بررسی کنیم پایگاه‌داده رابطه‌ای یا همان SQL است. همان‌طور که از نام این پایگاه‌داده مشخص است، می‌توانید با استفاده از آن به‌راحتی جداول مختلف با ستون و سطرهای متنوع ایجاد کرده و آن‌ها را به هم متصل کنید.

به طور مثال می‌توانید برای جدول مشخصات یک خودرو، مشخصات موتور آن را به یک جدول دیگر متصل کنید تا سازمان‌دهی جداول راحت‌تر باشد. برای این کار نیازمند استفاده از کلیدهای مخصوص هستید.

مزایای PostgreSQL

شاید برایتان سوال باشد که چرا باید از PostgreSQL استفاده کنیم؟ در پاسخ باید گفت که این دیتابیس فوق‌العاده دارای مزایا متنوعی است. با بهره‌گیری از این مزایا می‌توانید داده‌های مختلف را ثبت کرده و در برنامه‌های مختلف از این پایگاه بهره ببرید. این مزایا عبارت‌اند از:

امکانات فراوان مطابق با استانداردها

یکی از مهم‌ترین مزایایی که با استفاده از پستگرس نصیب شما می‌شود در اختیار داشتن قابلیت ACID برای تراکنش‌های مختلف است. ACID به معنای Atomicity, Consistency, Isolation, Durability بوده و مدیریت پایگاه را برای شما راحت‌تر می‌کند.

از دیگر امکاناتی که در این پایگاه‌داده وجود دارد کلیدهای خارجی، Join جداول، View ها، تریگرها، عملیات ای ذخیره شده و… هستند. این امکانات می‌توانند شما را به راه‌اندازی و استفاده از یک پایگاه‌داده حرفه‌ای و تخصصی ممکن سازند.

انواع داده‌های پشتیبانی‌شدن در PostgreSQL

مزیت مهمی که باعث شده هر کسی بتوانید از پایگاه‌داده PostgreSQL استفاده کند این است که این پایگاه‌داده از نوع‌های متنوع داده پشتیبانی می‌کند. یعنی با کمک PostgreSQL می‌توانید انواع گوناگون داده‌ها را ذخیره کرده و نگران پشتیبانی‌شدن از آن‌ها نباشید. این نوع‌ها شامل موارد زیر هستند:

• عددی: Smallint, integer, decimal, seriales
• کاراکترها: Varchar, text
• باینری: bytea
• زمان: Timestamp, date, time
• بولین: Boolean

نوع داده‌های ذکر شده در تمامی پایگاه‌های داده رابطه‌ای یا همان Relational Database Management Systems وجود دارند و قابلیت‌های مختلف را برای کاربر و توسعه‌دهنده ممکن می‌کنند.

افزونه‌ها

وجود افزونه‌های مختلف برای پایگاه‌داده PostgreSQL باعث شده تا استفاده از آن راحت‌تر شود. همان‌طور که گفتیم این پایگاه‌داده از دهه 1980 وارد عرصه توسعه سایت‌ها و نرم افزارهای مختلف شده است؛ به همین دلیل می‌توان گفت که جامعه کاربران و توسعه‌دهندگان آن بسیار جامع هستند.

چنین موضوعی باعث شده تا افزونه‌های فراوانی برای این پایگاه‌داده توسعه داده شود تا پیاده‌سازی و کنترل داده‌ها را راحت‌تر و سریع‌تر کند. از مهم‌ترین افزونه‌های این پایگاه‌داده می‌توان به کنترل هم‌زمان چند نسخه (Multi-Version Concurrency Control به‌اختصار MVCC)، بازیابی Point-in-Time ، ‌Tablespaces، سطوح دسترسی، انواع تکرار Asynchronous و سیستم بهینه‌ساز و تنظیم‌کننده کوئری‌ها اشاره کرد.

مقیاس‌پذیری

مقیاس‌پذیری از معیارهای بسیار مهم و اساسی برای انتخاب پستگرس به‌عنوان یک پایگاه‌داده است. این پایگاه‌داده از Unicode، مجموعه کاراکترهای بین‌المللی، رمزگذاری کاراکترهای چندبایتی و… پشتیبانی کرده و از نظر تعداد کاربرانی که به‌صورت هم‌زمان روی پایگاه کار می‌کنند مقیاس‌پذیری است. علاوه بر این مواد این پایگاه‌داده چند پلتفرم بوده و می‌توانید به‌راحتی آن را در انواع سیستم‌عامل‌ها و سرورهای آنلاین نصب و راه‌اندازی کنید.

امنیت PostgresQL

امنیت برای پایگاه‌های داده معیار بسیار مهمی است. درصورتی‌که از یک پایگاه‌داده ناایمن استفاده کنید امنیت داده‌ها و اطلاعات وب‌سایت شما به خطر خواهند افتاد. دیتابیس پستگرس یکی از ایمن‌ترین پایگاه‌داده بوده و از بهترین سیستم‌ها برای بک‌آپ‌گیری و محافظت در برابر حملات استفاده می‌کند.

کلاینت این پایگاه‌داده می‌تواند تنها از طریق سوکت یونیکس به پایگاه متصل شود؛ مگر این که از سوئیچ برای پیاده‌سازی سرور استفاده کرده باشید. همچنین این قابلیت را دارید تا اطلاعات سرویس‌گیرنده را در لیست سیاه قرار دهید.

پشتیبانی از زبان‌های متفاوت

مزیتی که باید در هر پایگاه‌داده‌ای به دنبال آن باشید پشتیبانی دیتابیس از زبان‌های مختلف است. اگر دیتابیس مدنظر شما از زبان‌هایی خاص پشتیبانی نکند، امکان استفاده از آن در هر شرایطی وجود نخواهد داشت. خوشبختانه پستگرس می‌تواند از هر نوع زبانی برای پیاده‌سازی پشتیبانی کند. زبان‌های برنامه‌نویسی که می‌توانید با کمک آن‌ها این پایگاه‌داده را راه‌اندازی کنید شامل موارد زیر هستند:

• پایتون
• جاوا
• سی‌شارپ
• C
• C++
• روبی
• جاوا اسکریپت (js & Express.js)
• پرل
• برو
• Tcl

 

تاریخچه PostgreSQL

دیتابیس PostgreSQL برای اولین‌بار در سال 1986 در بخش علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا معرفی شد و پس از آن آغاز به کار کرد. این پایگاه‌داده در ابتدا POSTGRES نام داشت و بعدها در سال 1996 نام آن به PostgreSQL تغییر داده شد. هم اکنون این پایگاه‌داده علاوه بر سیستم‌عامل‌های یونیکس روی سیستم‌های Windows، MacOS و Solaris اجرا می‌شود.

نحوه کار PostgreSQL

برای این که بیشتر و دقیق‌تر با پایگاه‌داده PostgreSQL آشنا شوید بهتر است نحوه کار آن را نیز بررسی کنید. این پایگاه‌داده عالی روش کار خاص خود را داشته که تسلط به این روش کار مهم است. روش کار پستگرس به شکل زیر است:

1.بخش حافظه رم به اشتراک گذاشته شده (Shared Memory)

یکی از مهم‌ترین بخش‌هایی که در عملکرد PostgreSQL باید به آن توجه کنید بخش حافظه رم به اشتراک گذاشته شده است. این بخش برای ثبت داده‌های مختلفی مانند ذخیره‌سازی داده‌ها و گزارشات تراکنش‌ها استفاده می‌شود. این بخش از پستگرس از عناصر مختلفی تشکیل شده که مهم‌ترین آن‌ها را می‌توان موارد زیر دانست:

• بافرهای مشترک (Shared Buffers)
• بافرهای WAL (WAL Buffers)
• حافظه کاری (Work Memory)
• حافظه کاری تعمیر و نگه‌داری (Maintenance Work Memory)

هر کدام از این عناصر وظایفی خاص در پستگرس دارند که باید بررسی آن‌ها را انجام دهید.

2.فرایندهای پس‌زمینه

فرایند دیگری که در پایگاه‌داده پستگرس از آن استفاده می‌شود فرایندهای پس‌زمینه هستند. این فرایندها در پس‌زمینه دیتابیس اجرا شده و می‌توانند عملکردهای منحصربه‌فردی را به سرور اضافه کنند. فرایندهای پس‌زمینه پایگاه‌داده پستگرس به موارد مختلفی تقسیم شده که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فرایند چک پوینت (Checkpointer)
• فرایند نوشتن پس‌زمینه (Background Writer)
• فرایند WAL Writer
• بایگانی (Archiver)
• Logger/Logging Collector

می‌توانید با مشاهده مستندات رسمی پستگرس از عملکرد هر کدام این فرایندها مطلع شوید.

نصب PostgreSQL

یکی از مهم‌ترین کارهایی که باید برای استفاده از پایگاه‌داده PostgreSQL انجام دهید نصب این دیتابیس در سیستم‌عامل کامپیوتر شخصی یا سرور است. برخی از افراد فکر می‌کنند که این کار سخت بوده و زمان زیادی می‌گیرد. اما باید گفت که نصب PostgreSQL برای هر سیستم‌عاملی راحت است.

شما می‌توانید به‌راحتی این دیتابیس را در سیستم‌عامل‌های window، macOS، Solaris و… پیاده‌سازی کنید. نصب این دیتابیس بسیار راحت بوده و به‌سرعت انجام خواهد شد. می‌توانید آموزش نصب این پایگاه‌داده را در دیگر مقالات فاماسرور مطالعه کنید.

دلایل استفاده از پستگرس

دلایل مختلفی وجود دارد که باعث شده توسعه‌دهندگان زیادی از PostgreSQL استفاده کنند. درصورتی‌که شما هم با این دلایل آشنا باشید به‌احتمال زیاد این پایگاه‌داده را انتخاب کنید. مهم‌ترین دلایلی که باید از پایگاه‌داده پستگرس استفاده کنید شامل موارد زیر هستند:

1.متن‌باز بودن

یکی از مهم‌ترین دلایلی که باید از پستگرس استفاده کنید این است که این پایگاه‌داده متن‌باز بوده و همیشه در حال آپدیت است. شما می‌توانید با بهره‌گیری از این پایگاه‌داده همیشه به‌روز بمانید. متن‌باز بودن این برنامه بدین معنا است که می‌توانید به‌راحتی سورس کد آن را تغییر داده و از آپشن‌های دیگری بهره ببرید.

از طرف دیگر سالیانه تعداد زیادی از توسعه‌دهندگان در سرتاسر دنیا تغییراتی را درون این برنامه انجام داده و در نسخه اصلی آن پیاده‌سازی می‌کنند. چنین موضوعی موجب شده تا استفاده از پستگرس بسیار راحت باشد.

2.پایگاه‌داده شی‌ء رابطه‌ای

ویژگی مهمی که در پایگاه‌داده پستگرس وجود دارد این است که این پایگاه‌داده شی‌ءگرا بوده و بر اساس روابط مختلف جداول پیاده‌سازی شده است. شما می‌توانید به دلیل وجود ویژگی شیءگرایی در این پایگاه‌داده به‌راحتی از آن برای تغییر نوع داده‌های متنوع و ایجاد انعطاف‌پذیری عالی در پایگاه استفاده کنید.

این موضوع باعث شده تا بتوانید از ویژگی وراثت شیءگرایی نیز در این پایگاه‌داده استفاده کنید. به طور مثال جدول فرزند می‌تواند ستون ای جدول والد خود را به ارث ببرد.

3.کارایی

کارایی از ویژگی‌های بارز در پایگاه‌داده PostgreSQL است. پایگاه‌های داده زیادی وجود دارند که امکان استفاده از آن‌ها در پروژه‌های کوچک و معمولی به‌راحتی پیاده‌سازی می‌شود. اما برای استفاده از یک دیتابیس قوی برای پروژه‌های بزرگ باید سراغ PostgreSQL بروید.

مواردی مانند موازی‌سازی کوئری‌های خواندن و کامپایل Just-in-Time (به‌اختصار JIT) عبارات و تراکنش‌های تودرتو (از Savepoints) توسط این پایگاه‌داده پشتیبانی می‌شوند و موجب افزایش کارایی خواهند شد. همچنین می‌توانید عملیات نوشتن را بدون نیاز به قفل خواندن و نوشتن انجام دهید. این پایگاه‌داده از ایندکس‌ها برای سرعت‌بخشیدن به نمایش داده استفاده می‌کند.

4.توسعه‌پذیری

توسعه‌پذیری پایگاه‌داده PostgreSQL دلیلی مهم برای استفاده از این نوع پایگاه‌داده است. توسعه‌پذیر بودن پایگاه موجب می‌شود تا بتوانید به‌راحتی از آن بهره برده و نگران محدودیت‌ها نباشید. عملیات‌هایی که در این دیتابیس انجام می‌شوند کاتالوگ محور بوده و اطلاعات درون سطرها و ستون‌های مشخص ذخیره می‌شوند. شما می‌توانید از کدهای زبان برنامه‌نویسی خاص خود بدون کامپایل نیز در این پایگاه‌داده استفاده کرده و مجدد انواع داده‌های خود را برای آن تعریف کنید.

5.قابلیت Load Balancing

ویژگی Load Balancing یک ویژگی مهم و کاربردی در پایگاه‌داده PostgreSQL است که به‌عنوان مهم‌ترین دلیل و قابلیت استفاده از آن استفاده می‌شود. این پایگاه‌داده کاربردی تعادل بار داده را با استفاده از عملیات ای متنوعی مانند Continuous Planning ،Standby Server ،Streaming Replication, Replication Slots ،Cascading Replication تضمین کرده و علاوه بر این موضوع از تکرار هم‌زمان نیز استفاده می‌کند. این امر قابلیت بارگذاری داده‌ها به‌صورت هم‌زمان و با یک حجم مشخص را ممکن کرده و قابلیت استفاده از دیتابیس را کاربردی‌تر و حرفه‌ای‌تر کرده است.

6.ذخیره مطمئن داده‌ها

مهم‌ترین دلیلی که پیشنهاد می‌شود از پایگاه‌داده PostgreSQL استفاده کنید این است که این پایگاه‌داده می‌تواند به شکلی مطمئن و ایمن داده‌های مختلف را برای شما ذخیره کند. در واقع با استفاده از این پایگاه‌داده نگران ذخیره‌شدن اطلاعات خود نخواهید بود.

PostgreSQL از نظر امنیت و نوع ذخیره‌سازی داده‌ها از بهترین الگوریتم‌ها استفاده کرده و محافظت از داده‌ها را به شکلی عالی انجام می‌دهد. توسعه‌دهندگان این پایگاه‌داده در تلاش‌اند تا همیشه این پایگاه را به‌روز نگه دارند. چنین موضوعی در امنیت داده‌های شما موثر خواهد بود.

7.استفاده بین‌المللی

اما آخرین دلیلی که می‌خواهیم در این مقاله آموزشی برای استفاده از پایگاه‌داده PostgreSQL به شما معرفی کنیم این است که از این پایگاه‌داده به‌صورت بین‌المللی استفاده می‌شود. این یعنی بسیاری از توسعه‌دهندگان در سرتاسر دنیا به این پایگاه‌داده علاقه‌مند بوده و استفاده از آن را اصلی‌ترین روش خود برای پروژه‌های بزرگ می‌دانند. این موضوع باعث شده تا این پایگاه‌داده از کاراکترهای بین‌المللی پشتیبانی کرده و مرتب‌سازی داده‌ها را به شکلی حرفه‌ای برای شما انجام دهد.

تفاوت MySQL و PostgreSQL

سوالی که بسیاری از کاربران دررابطه‌با پایگاه‌داده پستگرس از ما می‌پرسند این است که این پایگاه‌داده با MySQL چه تفاوت‌هایی دارد؟ در پاسخ باید گفت که این تفاوت‌ها به شکل زیر هستند. با بررسی این تفاوت‌ها می‌توانید نسبت به نیاز خود یکی از این پایگاه‌های داده را انتخاب کرده و از آن برای ثبت اطلاعات و داده‌های مختلف شرکتی یا وب‌سایت خود استفاده کنید.

MySQL	PostgreSQL
محبوب‌ترین پایگاه‌داده	پیشرفته‌ترین پایگاه‌داده
DBMS مبتنی بر رابطه	DBMS رابطه‌ای مبتنی بر شیء
زمانی که با موتورهای خوشه‌ای InnoDB و NDB استفاده می‌شود، با ACID سازگار خواهد شد	از پایه با ACID سازگار
زبان پیاده‌سازی C/C++	زبان پیاده‌سازی C
پشتیبانی از قابلیت CASCADE	پشتیبانی از قابلیت CASCADE
ابزار GUI ارائه‌شده MySQL Workbench	ابزار GUI ارائه‌شده PgAdmin
عدم پشتیبانی از نمایه‌های جزئی و بیت‌مپ و ایندکس	پشتیبانی از نمایه‌های جزئی و بیت‌مپ و ایندکس
عدم پشتیبانی از نماهای Materialized و وراثت جدول	از نماهای Materialized و وراثت جدول پشتیبانی می‌کند.
پشتیبانی از انواع داده‌های استاندارد	پشتیبانی از انواع داده‌های پیشرفته مانند آرایه‌ها و hstore و نیز انواع داده‌های تعریف‌شده کاربر
پشتیبانی از MVCC به طور محدود (در InnoDB)	پشتیبانی از MVCC به طور کامل
توسعه داده شده در سال ۱۹۹۵ توسط شرکت سوئدی MySQL AB	توسعه داده شده توسط گروه علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا
مطمئن و ساده و سریع	کمی کُند و پیچیده
عیب‌یابی آن آسان	عیب‌یابی آن دشوار
تحت مجوز GNU GPU	تحت مجوز سبک MIT
بهترین انتخاب برای عملیات ساده مانند نوشتن و خواندن	معمولاً برای عملیات بزرگ و پیچیده استفاده

برای دانلود پایگاه داده پستگرس به لینک دانلود PostgreSQL مراجعه کنید.

سخن پایانی

یکی از محبوب‌ترین پایگاه‌های داده‌ای که می‌توان از آن به‌عنوان پیشرفته‌ترین پایگاه‌داده نیز یادکرد دیتابیس PostgreSQL است. این دیتابیس توسط گروه علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا توسعه داده شده و امروزه از آن به‌عنوان پیشرفته‌ترین و پیچیده‌ترین پایگاه‌داده یافت می‌شود. کاربرد این دیتابیس برای ثبت داده‌های مختلف و استفاده در عملیات بزرگ و پیچیده است.

اگر می‌خواهید از پایگاه‌داده‌ای ساده برای اطلاعات معمولی استفاده کنید، این پایگاه‌داده برای شما مناسب نیست. درست است که سرعت این پایگاه‌داده کمی کند است؛ اما کاربردهایی حرفه‌ای به شما ارائه خواهد داد. در این مقاله از فاماسرور سعی کردیم پستگرس را به‌صورت کامل و حرفه‌ای به شما توضیح دهیم.