Federated database system

A federated database system (FDBS) is a type of meta-database management system (DBMS), which transparently maps multiple autonomous database systems into a single federated database. The constituent databases are interconnected via a computer network and may be geographically decentralized. Since the constituent database systems remain autonomous, a federated database system is a contrastable alternative to the (sometimes daunting) task of merging several disparate databases. A federated database, or virtual database, is a composite of all constituent databases in a federated database system. There is no actual data integration in the constituent disparate databases as a result of data federation.

Through data abstraction, federated database systems can provide a uniform user interface, enabling users and clients to store and retrieve data from multiple noncontiguous databases with a single query—even if the constituent databases are heterogeneous. To this end, a federated database system must be able to decompose the query into subqueries for submission to the relevant constituent DBMSs, after which the system must composite the result sets of the subqueries. Because various database management systems employ different query languages, federated database systems can apply wrappers to the subqueries to translate them into the appropriate query languages.

McLeod and Heimbigner^[1] were among the first to define a federated database system in the mid-1980s.

A FDBS is one which "define[s] the architecture and interconnect[s] databases that minimize central authority yet support partial sharing and coordination among database systems".^[1] This description might not accurately reflect the McLeod/Heimbigner^[1] definition of a federated database. Rather, this description fits what McLeod/Heimbigner called a composite database. McLeod/Heimbigner's federated database is a collection of autonomous components that make their data available to other members of the federation through the publication of an export schema and access operations; there is no unified, central schema that encompasses the information available from the members of the federation.

من بين الدراسات الاستقصائية الأخرى، ^{[ 2 ]} يعرف الممارسون قاعدة البيانات الموحدة بأنها مجموعة من أنظمة المكونات المتعاونة التي تتمتع بالاستقلالية وربما تكون غير متجانسة .

المكونات الثلاثة المهمة لنظام قاعدة البيانات الموزعة (FDBS) هي الاستقلالية، والتنوع ، والتوزيع. ^{[ 2 ]} وهناك بُعد آخر تم أخذه في الاعتبار وهو بيئة الشبكات الحاسوبية ، على سبيل المثال، العديد من قواعد البيانات الموزعة عبر شبكة محلية (LAN) أو العديد من قواعد البيانات الموزعة عبر شبكة واسعة (WAN) فيما يتعلق بتحديث وظائف قواعد البيانات الموزعة المشاركة (مثل عدم وجود تحديثات، أو انتقالات غير ذرية، أو تحديثات ذرية ).

يمكن تصنيف أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) إلى مركزية وموزعة. يدير النظام المركزي قاعدة بيانات واحدة، بينما يدير النظام الموزع قواعد بيانات متعددة. قد تكون قاعدة البيانات المكونة لنظام إدارة قواعد البيانات مركزية أو موزعة. يمكن تصنيف أنظمة قواعد البيانات المتعددة (MDBS) إلى نوعين حسب استقلالية قواعد البيانات المكونة لها: أنظمة موحدة وأنظمة غير موحدة. نظام قواعد البيانات غير الموحد هو عبارة عن تكامل لأنظمة قواعد بيانات مكونة غير مستقلة. أما نظام قواعد البيانات الموحد فيتكون من أنظمة قواعد بيانات مكونة مستقلة، ولكنها تشارك في اتحاد يسمح بمشاركة جزئية ومتحكم بها لبياناتها.

تختلف البنى الموحدة بناءً على مستويات التكامل مع أنظمة قواعد البيانات المكونة لها، ومدى الخدمات التي يقدمها الاتحاد. ويمكن تصنيف نظام قواعد البيانات الموحد إلى أنظمة ذات ترابط ضعيف أو مترابطة بإحكام.

• تتطلب قواعد البيانات ذات الترابط الضعيف من قواعد البيانات المكونة إنشاء مخططها الموحد الخاص . عادةً ما يصل المستخدم إلى أنظمة قواعد البيانات المكونة الأخرى باستخدام لغة قواعد بيانات متعددة، لكن هذا يُلغي أي مستوى من شفافية الموقع، مما يُجبر المستخدم على معرفة المخطط الموحد بشكل مباشر. يقوم المستخدم باستيراد البيانات التي يحتاجها من قواعد البيانات المكونة الأخرى ودمجها مع بياناته لتشكيل مخطط موحد.
• يتكون النظام المترابط بإحكام من أنظمة مكونة تستخدم عمليات مستقلة لإنشاء ونشر مخطط اتحادي متكامل.

يمكن تصنيف قواعد البيانات المتعددة، التي تُعد قواعد البيانات الوظيفية نوعًا خاصًا منها، وفقًا لثلاثة أبعاد: التوزيع، والتنوع، والاستقلالية. ويمكن أيضًا تصنيفها بناءً على بُعد الشبكات، على سبيل المثال، قواعد بيانات منفردة أو قواعد بيانات متعددة في شبكة محلية (LAN) أو شبكة واسعة (WAN).

يتضمن تصميم المخطط ذو المستويات الخمسة ما يلي:

• المخطط المحلي هو في الأساس النموذج المفاهيمي لقاعدة بيانات مكونة معبر عنه بنموذج بيانات أصلي. ^{[ 3 ]}
• مخطط المكونات هو مجموعة فرعية من المخطط المحلي الذي ترغب المنظمة المالكة في مشاركته مع مستخدمين آخرين لنظام إدارة قواعد البيانات المالية، ويتم ترجمته إلى نموذج بيانات مشترك . ^{[ 3 ]}
• يمثل مخطط التصدير جزءًا من مخطط المكون، وهو متاح لاتحاد معين. ^{[ 3 ]} وقد يتضمن معلومات التحكم في الوصول المتعلقة باستخدامه من قِبل مستخدم محدد في الاتحاد. ويساعد مخطط التصدير في إدارة تدفق التحكم في البيانات.
• المخطط الموحد هو تكامل بين مخططات تصدير متعددة. ويتضمن معلومات حول توزيع البيانات التي يتم إنشاؤها عند دمج مخططات التصدير. ^{[ 3 ]}
• يتم استخراج المخطط الخارجي من مخطط موحد، ويتم تعريفه لمستخدمي/تطبيقات اتحاد معين. ^{[ 3 ]}

على الرغم من أن بنية المخطط الخماسي المذكورة أعلاه تمثل بدقة أحدث التقنيات في مجال تكامل البيانات، إلا أنها تعاني من عيب رئيسي، ألا وهو الشكل والمضمون المفروضين من قِبل قسم تقنية المعلومات. يطالب مستخدمو البيانات المعاصرون بالتحكم في كيفية عرض البيانات؛ وتتعارض احتياجاتهم إلى حد ما مع هذه المناهج التصاعدية لتكامل البيانات.

• تكامل معلومات المؤسسة (EII)
• محاكاة البيانات
• إدارة البيانات الرئيسية (MDM)
• مطابقة المخططات
• افتراض العلاقات العالمية
• البيانات المرتبطة
• SPARQL

• DB2 وقواعد البيانات الموحدة
• مشاكل تتعلق بمكان إجراء عملية الربط المعروفة أيضًا باسم "الدفع لأسفل" وخصائص الأداء الأخرى
• مثال عملي لربط Oracle و Informix و DB2 و Excel
• فريتاس، وأندريه، وإدوارد كاري، وجواو غابرييل أوليفيرا، وشون أوريان. 2012. "الاستعلام عن مجموعات البيانات غير المتجانسة على شبكة البيانات المرتبطة: التحديات والنهج والاتجاهات." IEEE حوسبة الإنترنت 16 (1): 24-33.
• قاعدة بيانات IBM Gaian: قاعدة بيانات موزعة ديناميكية وموحدة
• النظام الاتحادي وأساليب وآليات تنفيذ واستخدام هذا النظام