پایگاه‌داده تراکنشی (Transactional Database) چیست؟

پایگاه‌های داده تراکنشی پشت صحنه، دنیای دیجیتال را روان و بی‌وقفه اجرا می‌کنند. از بانکداری آنلاین گرفته تا صندوق‌های فروشگاهی و سوابق بهداشتی، این سیستم‌ها برای سرعت، دقت و قابلیت اطمینان ساخته شده‌اند — تضمین می‌کنند که هر تراکنش حتی تحت بار سنگین، به‌صورت ایمن و بدون خطا پردازش شود.

بررسی اجمالی

پایگاه‌های داده تراکنشی امکان خواندن و نوشتن داده‌ها را به‌شکل کارآمد و ایمن فراهم می‌کنند. آن‌ها بسیاری از فرایندهای تجاری، از جمله بانکداری آنلاین و تراکنش‌های تجارت الکترونیک را پشتیبانی می‌کنند. این مقاله بررسی می‌کند که پایگاه‌های داده تراکنشی چگونه کار می‌کنند، چه چیزی آن‌ها را قابل‌اعتماد می‌سازد و چگونه در بانکداری، خرده‌فروشی و مراقبت‌های بهداشتی استفاده می‌شوند.

پایگاه‌داده تراکنشی چیست؟

پایگاه‌های داده تراکنشی نوعی سیستم مدیریت پایگاه‌داده هستند که برای خواندن و نوشتن ردیف‌های داده به‌سرعت بسیار بالا، در حالی که یکپارچگی داده حفظ می‌شود، بهینه‌سازی شده‌اند. پایگاه‌های داده تراکنشی به‌طور خودکار تراکنش یا عملیاتی را که نمی‌تواند به‌طور کامل تکمیل شود، بازمی‌گردانند یا لغو می‌کنند. هر تراکنش به‌طور جداگانه از سایر تراکنش‌ها در پایگاه‌داده پردازش می‌شود، و تضمین می‌کند که داده‌های ذخیره‌شده حتی هنگام بروز خطای سیستمی ایمن، در دسترس و سازگار باقی بمانند.

ویژگی‌های کلیدی یک پایگاه‌داده تراکنشی

پایگاه‌های داده تراکنشی از نوعی پردازش داده به نام پردازش تراکنش آنلاین (OLTP) استفاده می‌کنند. OLTP پایگاه‌های داده تراکنشی را قادر می‌سازد که تراکنش‌های متعددی را هم‌زمان اجرا کنند. این سیستم‌ها دارای ویژگی‌های مهمی هستند که به آن‌ها کمک می‌کند تراکنش‌ها را در مقیاس وسیع و هم‌زمان اجرا نمایند.

هم‌زمانی

سیستم‌های OLTP اغلب دارای جمعیت بزرگی از کاربران هستند که بسیاری از آن‌ها هم‌زمان به یک داده دسترسی دارند. هم‌زمانی فرایند نوشتن را مدیریت می‌کند زمانی که دو کاربر مختلف سعی می‌کنند در یک زمان اقدام کنند — یکی از کاربران باید منتظر بماند تا کاربر دیگر پردازش خود را به پایان برساند. این نوع کنترل همان چیزی است که مانع می‌شود دو خریدار آنلاین هر دو آخرین کالای موجود را از یک فروشگاه اینترنتی خریداری کنند یا دو مسافر صندلی یکسانی را در یک پرواز رزرو کنند.

مقیاس‌پذیری

پایگاه‌های داده تراکنشی باید قادر باشند به‌سرعت برای پاسخ به تقاضای کاربران مقیاس خود را افزایش یا کاهش دهند. مقیاس‌پذیری تضمین می‌کند که سیستم‌ها بتوانند جهش‌های ترافیکی را مدیریت کنند و در صورت نیاز به‌طور انعطاف‌پذیر گسترش یابند. بانکداری آنلاین نمونه بارز این موضوع است، جایی که حجم بالاتری از مشتریان در زمان‌های خاص به حساب‌های خود دسترسی دارند.

سرعت

بیشتر تراکنش‌های دیجیتال باید با سرعت بسیار بالایی اجرا شوند. پایگاه‌های داده تراکنشی قادرند چندین درخواست خواندن و نوشتن هم‌زمان را با سرعت بسیار زیاد پردازش کنند. خرده‌فروشی آنلاین نمونه‌ای روشن از اهمیت سرعت است — با هزاران مشتری که در سایت یک خرده‌فروش انتظار خرید، پرداخت و تأیید سریع دارند، سرعت پردازش باید با این تقاضا هماهنگ باشد.

امنیت داده

پایگاه‌های داده تراکنشی حجم عظیمی از داده‌های حساس مشتریان را در خود ذخیره می‌کنند. نفوذ موفقیت‌آمیز به یکی از این سیستم‌ها می‌تواند مقادیر عظیمی از داده‌ها و اطلاعات حساب کاربران را به خطر بیندازد. حفظ امنیت قوی داده از اطلاعات حساب مشتریان و اعتبار کسب‌وکار محافظت می‌کند.

قابلیت بازیابی

سیستم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری گاهی اوقات دچار خطا می‌شوند. در صورت وقوع خطای سیستمی، پایگاه‌های داده تراکنشی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابل بازیابی باشند، یکپارچگی داده را حفظ کنند و تداوم خدمت به کاربر را تضمین نمایند.

پردازش مطمئن تراکنش‌ها با ACID

پایگاه‌های داده تراکنشی باید از یکپارچگی داده‌هایی که در پایگاه‌داده نوشته می‌شوند محافظت کنند. ویژگی‌هایی که این تضمین‌ها را فراهم می‌کنند به‌طور جمعی با نام ACID شناخته می‌شوند. این سرواژه چهار ویژگی تعریف‌کننده‌ای را توصیف می‌کند که باید در پردازش تراکنشی ساخته شوند.

• اتمی بودن (Atomicity): اتمی بودن ایجاب می‌کند که هر مرحله در یک تراکنش به‌طور کامل تکمیل شود تا در پایگاه‌داده ثبت گردد. اگر در هر مرحله‌ای شکست رخ دهد، مراحل دیگر نیز شکست می‌خورند یا بازگردانده می‌شوند.

• سازگاری (Consistency): سازگاری تضمین می‌کند که یکی از دو حالت رخ دهد: یا تراکنش با موفقیت در پایگاه‌داده نوشته می‌شود و آن را از یک وضعیت معتبر به وضعیت معتبر دیگر منتقل می‌کند، یا به‌طور خودکار بازگردانده می‌شود. این ویژگی پایگاه‌داده را در حالت سازگار داخلی نگه می‌دارد.

• انزوا (Isolation): پایگاه‌های داده تراکنشی سازگار با ACID نیاز دارند که تراکنش‌ها به‌طور مستقل اجرا شوند. تراکنش‌هایی که به‌طور کامل پردازش نشده‌اند، نمی‌توانند توسط تراکنش‌های دیگر تغییر یا استفاده شوند.

• دوام (Durability): هنگامی که تراکنش‌ها به‌طور کامل پردازش و در پایگاه‌داده ثبت می‌شوند، حتی اگر پایگاه‌داده دچار خطا شود، از بین نمی‌روند.

موارد استفاده از پایگاه‌داده تراکنشی

پایگاه‌های داده تراکنشی زیربنای بسیاری از برنامه‌هایی هستند که مصرف‌کنندگان و کسب‌وکارها به آن‌ها تکیه کرده‌اند. در ادامه سه نمونه از چگونگی ایجاد ارزش واقعی توسط این سیستم‌ها و داده‌هایشان آمده است.

1. بانکداری
   سیستم‌های OLTP طیف وسیعی از خدمات بانکی را ممکن می‌سازند، از جمله تراکنش‌های دستگاه خودپرداز (ATM) و تراکنش‌های بانکداری آنلاین مانند انتقال وجه و سپرده‌گذاری موبایلی. تدابیر امنیتی از اطلاعات حساب کاربران محافظت می‌کنند و تضمین می‌کنند که حتی هنگام خطای سیستمی، موجودی حساب‌ها دقیق باقی بماند.
2. خرده‌فروشی
   پایگاه‌های داده تراکنشی حجم عظیمی از تراکنش‌های هم‌زمان کارت اعتباری را چه به‌صورت آنلاین و چه در فروشگاه‌های فیزیکی پردازش می‌کنند. این سیستم‌ها همچنین ورود سفارش‌ها را به‌طور دقیق حفظ می‌کنند تا موجودی آنلاین چندین بار به کاربران مختلف فروخته نشود.
3. مراقبت‌های بهداشتی
   ثبت دقیق سوابق در مراقبت‌های بهداشتی حیاتی است. پایگاه‌های داده تراکنشی تضمین می‌کنند که دو کاربر هم‌زمان روی پرونده سلامت الکترونیک (EHR) یک بیمار ننویسند، به‌طوری که تنها یک نسخه از پرونده ذخیره شود. این فناوری همچنین فرایند پردازش مطالبات بیمه را پشتیبانی می‌کند.