ڈیٹا بیس اور نیٹ ورکس

DBMS ایسا مڈل ویئر ہے جو ڈیٹا کا مرکزی انتظام (一元管理) کرتا ہے اور متعدد صارفین اور پروگراموں کے بیک وقت استعمال (同時利用) کا کنٹرول، سالمیت (整合性) کی برقراری، اور تصدیق و رسائی کے اختیارات کا انتظام سنبھالتا ہے۔ دستاویز بنانا ایپلیکیشن سافٹ ویئر کا، راستے کا انتخاب راؤٹر کا، اور تصویری کمپریشن امیج پروسیسنگ سافٹ ویئر کا کام ہے؛ ان میں سے کوئی بھی DBMS کی وضاحت نہیں۔

NoSQL ریلیشنل ماڈل (関係モデル، RDB) پر مبنی نہ ہونے والے ڈیٹا بیسز کا مجموعی نام ہے؛ اس کی کی-ویلیو (キー・バリュー型) اور ڈاکیومنٹ (ドキュメント型) جیسی متنوع اقسام ہیں، اور ان میں سے بہت سی بڑی مقدار کے ڈیٹا کی تقسیم شدہ پروسیسنگ کے لیے موزوں ہیں۔ ریلیشنل ماڈل پر مبنی جدولی ڈیٹا بیس RDB کی وضاحت ہے، اور HDB درجہ وار (階層型) نامی الگ قسم ہے۔ صرف SQL والا دعویٰ بھی غلط ہے۔

تصوراتی اسکیما (概念スキーマ) وہ پرت ہے جو پورے ڈیٹا بیس کا منطقی ڈھانچہ متعین کرتی ہے۔ بیرونی اسکیما (外部スキーマ) صارفین اور پروگراموں کو نظر آنے والے views متعین کرتا ہے، اور اندرونی اسکیما (内部スキーマ) اسٹوریج آلات پر طبعی طور پر محفوظ کرنے کا طریقہ متعین کرتا ہے۔ تین اسکیما والے ڈھانچے (三層スキーマアーキテクチャ) کی اصطلاحات میں طبعی اسکیما نام کی کوئی پرت نہیں۔ تین پرتوں میں تقسیم کرنے سے ڈیٹا کی خود مختاری (データの独立性) بڑھتی ہے۔

E-R ڈایاگرام (E-R図) اینٹیٹیز (エンティティ) اور ان کی خصوصیات، اینٹیٹیز کے درمیان ریلیشن شپس (リレーションシップ)، اور ایک بمقابلہ کئی جیسی مطابقت (کارڈینیلٹی، カーディナリティ) ظاہر کرتا ہے، اور ڈیٹا بیس کے تصوراتی ڈیزائن میں استعمال ہوتا ہے۔ پروسیسنگ کے مراحل فلو چارٹ (フローチャート) سے، آلات کی ترتیب نیٹ ورک ڈایاگرام سے، اور منطقی عمل کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ ٹروتھ ٹیبل سے دکھائے جاتے ہیں۔

پرائمری کی (主キー) وہ کالم (یا کالموں کا مجموعہ) ہے جو جدول کی ہر قطار کی منفرد شناخت (一意に識別) کرتا ہے، اور اس میں نہ دہری قدریں جائز ہیں نہ NULL۔ اس لیے دہری قدروں یا NULL کی اجازت دینے والے بیانات غلط ہیں۔ دوسری جدول کی پرائمری کی کا حوالہ دینا فارن کی (外部キー) کا کام ہے، جو اس سے الگ ہے۔ مریضوں کی جدول میں مریض ID پرائمری کی کی ایک عام مثال ہے۔

فارن کی (外部キー) وہ کالم ہے جو دوسری جدول کی پرائمری کی کا حوالہ دیتا ہے؛ حوالہ جاتی سالمیت کی پابندی (参照整合性制約) کے ذریعے — یعنی وہ ایسی قدر نہیں رکھ سکتا جو حوالہ والی جدول میں موجود نہ ہو — یہ جدولوں کو باہم مطابق رکھتا ہے۔ قطاروں کی منفرد شناخت پرائمری کی کا، تلاش کو تیز کرنا انڈیکس (インデックス) کا، اور دہری قدروں کی ممانعت یونیک پابندی (一意制約) کا کام ہے؛ ان میں سے کوئی بھی فارن کی کی وضاحت نہیں۔

نارملائزیشن (正規化) ڈیٹا کی تکرار ختم کرنے کے لیے جدولوں کو تقسیم کرتی ہے، اور اس کا مقصد اپ ڈیٹ کے دوران تضاد (عدم مطابقت، 不整合) سے بچانا ہے۔ چونکہ تقسیم شدہ جدولوں کو جوڑنا (結合) پڑتا ہے، اس لیے تلاش الٹا سست بھی ہو سکتی ہے، لہٰذا یہ دعویٰ غلط ہے کہ اس کا مقصد تیز تلاش ہے۔ انکرپشن اور بیک اپ کا وقت کم کرنا نارملائزیشن سے غیر متعلق الگ تکنیکیں ہیں۔

پہلی نارمل فارم (第1正規形) وہ شکل ہے جس میں دہرائے جانے والے گروپس (繰り返し項目) — یعنی ایک ہی فیلڈ میں متعدد قدریں — ختم کر دیے گئے ہوں۔ پرائمری کی کے ایک حصے پر انحصار (جزوی فنکشنل انحصار، 部分関数従属) کو الگ کرنے سے دوسری نارمل فارم، غیر کی کالموں کے واسطے سے انحصار (عبوری فنکشنل انحصار، 推移的関数従属) کو الگ کرنے سے تیسری نارمل فارم بنتی ہے، اور انڈیکس لگانے کا نارملائزیشن سے کوئی تعلق نہیں۔

WHERE شق (WHERE句) کی شرط "年齢 >= 65" (عمر >= 65) کو 3 قطاریں پورا کرتی ہیں — ساتو (佐藤، 72)، تاکاہاشی (高橋، 65) اور تاناکا (田中، 80) — اور COUNT(*) شرط پوری کرنے والی قطاروں کی تعداد لوٹاتا ہے، اس لیے نتیجہ 3 ہے۔ دھیان رہے کہ ٹھیک 65 سال کے تاکاہاشی بھی ">=" میں شامل ہیں۔ 2 وہ قدر ہے جو تاکاہاشی کو چھوڑ دینے سے آتی ہے، اور 4 سوزوکی (鈴木، 45) کو غلطی سے شامل کرنے سے آتا ہے۔

GROUP BY شق (GROUP BY句) قطاروں کو شعبے (診療科) کی قدر کے لحاظ سے یکجا کرتی ہے، اس لیے نتیجے میں اتنی ہی قطاریں ہوتی ہیں جتنے مختلف شعبے ہوں۔ جدول میں 3 شعبے ہیں — اندرونی طب (内科)، سرجری (外科) اور امراضِ چشم (眼科) — اس لیے نتیجہ 3 قطاریں ہے (اندرونی طب 3، سرجری 2، امراضِ چشم 1)۔ 6، GROUP BY کے بغیر اصل قطاروں کی تعداد ہے؛ یہ سوال گروپ بندی کے کام کو جانچتا ہے۔

INNER JOIN صرف وہ قطاروں کے جوڑے لوٹاتا ہے جن کی جوڑنے کی شرط (مریض ID) مطابق ہو۔ نسخوں کی جدول کی تینوں قطاروں کی مطابقت رکھنے والی قطاریں مریضوں کی جدول میں موجود ہیں (P001 کی 1 اور P003 کی 2)، اس لیے نتیجہ 3 قطاریں ہے۔ سوزوکی (鈴木، P002)، جن کا کوئی نسخہ نہیں، نتیجے میں ظاہر نہیں ہوتے۔ 2 تاکاہاشی کی 2 قطاروں کو 1 گننے سے آتا ہے، اور 5 جواب کو قطاروں کی سادہ کُل تعداد سے خلط ملط کرنے سے آتا ہے۔

ORDER BY 年齢 DESC عمر کے لحاظ سے نزولی ترتیب (降順، بڑے سے چھوٹے) میں ترتیب دیتا ہے، اس لیے سب سے عمر رسیدہ تاکاہاشی (高橋، 80) سب سے پہلے آتے ہیں۔ ساتو (佐藤، 72) دوسرے نمبر پر ہیں۔ اسے صعودی ترتیب (昇順، ASC) سمجھ لینے سے سب سے کم عمر سوزوکی (鈴木، 45) منتخب ہو جائیں گے۔ اچھی طرح یاد رکھیں کہ DESC کا مطلب نزولی اور ASC کا مطلب صعودی ہے۔

انتخاب (選択) وہ ریلیشنل عمل (関係演算) ہے جو شرط پوری کرنے والی قطاریں نکالتا ہے؛ SQL میں یہ WHERE شق کے مطابق ہے۔ پروجیکشن (射影) مخصوص کالم نکالتا ہے (SELECT میں کالموں کی فہرست)، اور جوائن (結合) متعدد جدولوں کو کسی مشترکہ کالم پر جوڑتا ہے (JOIN)۔ یونین (和) 2 جدولوں کی قطاروں کو ملانے والا سیٹ کا عمل ہے اور قطاروں کو چھانٹنے سے مختلف ہے۔

ایٹامسٹی (原子性، ناقابلِ تقسیم ہونا) وہ خصوصیت ہے کہ ٹرانزیکشن کی پروسیسنگ یا تو مکمل طور پر انجام پائے یا بالکل نہیں، اور کسی ادھوری حالت کی اجازت نہ ہو۔ مطابقت (一貫性) کا مطلب ہے کہ سالمیت برقرار رہے، پائیداری (耐久性) کا مطلب ہے کہ مکمل شدہ نتائج کبھی ضائع نہ ہوں، اور علیحدگی (隔離性) کا مطلب ہے کہ دوسری ٹرانزیکشنز کا اثر نہ پڑے۔

ڈیڈ لاک (デッドロック) وہ حالت ہے جس میں 2 ٹرانزیکشنز ایک دوسرے کے لاک کیے ہوئے وسائل کے کھلنے کا انتظار کرتی ہیں اور دونوں رک جاتی ہیں؛ اسے ان میں سے ایک کو زبردستی رول بیک کر کے حل کیا جاتا ہے۔ لائیو لاک (ライブロック) وہ حالت ہے جس میں پروسیسنگ بار بار ایک دوسرے کو راستہ دیتی رہتی ہے اور آگے نہیں بڑھتی، رول فارورڈ خرابی سے بحالی کا عمل ہے، اور چیک پوائنٹ بحالی کا نقطۂ آغاز ہے؛ یہ سب مختلف ہیں۔

رول بیک (ロールバック) لاگ میں موجود اپ ڈیٹ سے پہلے کی معلومات (更新前情報) استعمال کر کے غیر معمولی طور پر ختم ہونے والی ٹرانزیکشن کی اپ ڈیٹس منسوخ کرتا ہے اور اس کے شروع ہونے سے پہلے کی حالت بحال کرتا ہے۔ کمٹ (コミット) معمول کے مطابق مکمل ہونے پر اپ ڈیٹس کو حتمی بناتا ہے، رول فارورڈ بیک اپ اور لاگ کے ذریعے میڈیا کی خرابی سے عین پہلے تک اپ ڈیٹس دوبارہ انجام دیتا ہے، اور دو مرحلہ لاکنگ (2相ロック) بیک وقت رسائی کے کنٹرول (排他制御) کا طریقہ ہے۔

رول فارورڈ (ロールフォワード) بیک اپ کے وقت کی حالت بحال کرتا ہے اور پھر لاگ فائل میں درج اپ ڈیٹ کے بعد کی معلومات (更新後情報) ترتیب سے لاگو کر کے خرابی سے عین پہلے کی حالت تک بحالی کرتا ہے۔ رول بیک اپ ڈیٹس منسوخ کر کے واپس لانے کا الٹا عمل ہے، کمٹ اپ ڈیٹس کو حتمی بناتا ہے، اور ڈیڈ لاک لاک کے باہمی انتظار کی حالت ہے؛ ان میں سے کوئی بھی میڈیا کی خرابی (媒体障害) سے بحالی کا عمل نہیں۔

ETL، Extract (نکالنا)، Transform (تبدیل کرنا) اور Load (محفوظ کرنا) کا مخفف ہے — یعنی عملیات کا وہ سلسلہ جو کاروباری سسٹمز کا ڈیٹا تجزیے کے لیے DWH (データウェアハウス) میں لاتا ہے۔ OLAP جمع شدہ ڈیٹا کا کثیر جہتی میزان اور تجزیہ ہے، ڈیٹا کلینزنگ (データクレンジング) غلطیوں اور لکھاوٹ کے فرق کو درست کرتی ہے، اور ڈیش بورڈ BI ٹول کی بصری اسکرین ہے؛ محفوظ کرنے تک کے پورے بہاؤ کو ETL کہتے ہیں۔

نیٹ ورک لیئر (ネットワーク層) IP ایڈریسز کے ذریعے منزل تک راستے کا انتخاب (روٹنگ، ルーティング) کرتی ہے؛ IP اس کا نمایاں پروٹوکول اور راؤٹر (ルータ) اس کا نمایاں آلہ ہے۔ فریمز کی ترسیل لیئر 2 یعنی ڈیٹا لنک لیئر (データリンク層) کا، ڈیٹا کی نمائندگی کی تبدیلی لیئر 6 یعنی پریزنٹیشن لیئر (プレゼンテーション層) کا، اور سگنلز میں تبدیلی لیئر 1 یعنی فزیکل لیئر (物理層) کا کام ہے۔

TCP کنکشن پر مبنی (コネクション型) ٹرانسپورٹ لیئر (トランスポート層) کا پروٹوکول ہے، جو پہنچنے کی تصدیق (到達確認) اور دوبارہ ترسیل کے کنٹرول (再送制御) کے ذریعے قابلِ اعتماد رابطہ ممکن بناتا ہے۔ UDP بغیر کنکشن (コネクションレス型) ہے اور نہ تصدیق کرتا ہے نہ دوبارہ ترسیل، جس کی وجہ سے یہ ہلکا ہے اور آڈیو اور ویڈیو جیسے ریئل ٹائم رابطے کے لیے موزوں ہے۔ TCP کے فزیکل لیئر ہونے اور UDP کے دوبارہ ترسیل کا کنٹرول کرنے کے دونوں دعوے غلط ہیں۔

MAC ایڈریس نیٹ ورک انٹرفیس کو دیا گیا 48 بٹ کا طبعی ایڈریس (物理アドレス) ہے، جو ایتھرنیٹ اور Wi-Fi پر آلات کی شناخت کرتا ہے۔ DHCP جو چیز دیتا ہے وہ IP ایڈریس وغیرہ کی سیٹنگز ہیں، 32 بٹ کا منطقی ایڈریس (論理アドレス) IPv4 ایڈریس ہے، اور ڈومین نیم سے جو حاصل ہوتا ہے وہ بھی IP ایڈریس ہے (DNS کے ذریعے نام کی تحلیل، 名前解決)؛ ان میں سے کوئی بھی MAC ایڈریس کی وضاحت نہیں۔

/26 سب نیٹ ماسک (サブネットマスク) 255.255.255.192 کے برابر ہے، اس لیے 4واں آکٹیٹ (オクテット) 64 کے وقفوں (0، 64، 128، 192) میں تقسیم ہوتا ہے۔ چونکہ 130، 128 سے لے کر 192 سے کم تک کی رینج میں ہے، اس لیے نیٹ ورک ایڈریس (ネットワークアドレス) 192.168.10.128 ہے۔ بائنری میں بھی اس کی تصدیق ہو سکتی ہے: 130 کی بائنری 10000010 ہے، اور اوپری 2 بٹس باقی رکھ کر ہوسٹ کے 6 بٹس کو 0 کرنے سے 10000000 = 128 ملتا ہے۔

/28 میں ہوسٹ کا حصہ (ホスト部) 32 − 28 = 4 بٹس ہے، اس لیے 2 کی 4ویں طاقت = 16 ایڈریس ہیں۔ ان میں سے نیٹ ورک ایڈریس (ہوسٹ کے تمام بٹس 0) اور براڈکاسٹ ایڈریس (ブロードキャストアドレス، ہوسٹ کے تمام بٹس 1) نہیں دیے جا سکتے، اس لیے ہوسٹس کے لیے 16 − 2 = 14 بچتے ہیں۔ 16 میں 2 گھٹانا بھول گئے ہیں، اور 30، /27 کی صورت کی قدر ہے۔

ماسک 255.255.255.224 (/27) میں 4واں آکٹیٹ 32 کے وقفوں میں تقسیم ہوتا ہے، اور 66، رینج 64-95 (نیٹ ورک ایڈریس 192.168.1.64) میں آتا ہے۔ 70 بھی اسی 64-95 رینج میں ہے، اس لیے وہ ایک ہی سب نیٹ (同一サブネット) پر ہے۔ 60 رینج 32-63 میں، 100 رینج 96-127 میں اور 130 رینج 128-159 میں ہے، اور یہ سب مختلف سب نیٹس سے تعلق رکھتے ہیں۔

پرائیویٹ ایڈریسز (プライベートアドレス) 3 رینجز 10.0.0.0-10.255.255.255، 172.16.0.0-172.31.255.255 اور 192.168.0.0-192.168.255.255 میں آتے ہیں، اور 192.168.100.1 ان میں شامل ہے۔ 172.32.0.1 اس رینج سے باہر ہے جو 172.31 پر ختم ہوتی ہے۔ 8.8.8.8 اور 203.0.113.10 گلوبل جانب کے ایڈریسز ہیں۔

DNS وہ نظام ہے جو ڈومین نیمز کو IP ایڈریسز سے منسلک کرتا ہے (نام کی تحلیل، 名前解決)، اور سوالات کا جواب DNS سرورز دیتے ہیں۔ IP ایڈریس کی خودکار تقسیم DHCP، وقت کی ہم آہنگی NTP، اور میل کی منتقلی SMTP کا کام ہے — ہر ایک الگ پروٹوکول ہے۔ کرداروں کی یہ جوڑیاں اکثر پوچھی جاتی ہیں، اس لیے انہیں یقینی طور پر الگ الگ پہچانیں۔

DHCP وہ پروٹوکول ہے جو ٹرمینل کے جڑنے پر IP ایڈریس، سب نیٹ ماسک اور ڈیفالٹ گیٹ وے (デフォルトゲートウェイ) جیسی سیٹنگز خودکار طور پر دیتا ہے۔ نام کی تحلیل DNS کا کام ہے، راستوں کی معلومات کا تبادلہ RIP اور OSPF جیسے روٹنگ پروٹوکول (ルーティングプロトコル) کرتے ہیں، اور رسائی کی جانچ ping کا کام ہے، جو ICMP استعمال کرتا ہے۔

HTTP کا well-known پورٹ (Well Known Port) 80 ہے۔ SMTP کا 25 (110، POP3 کا ہے)، DNS کا 53 (25، SMTP کا ہے)، اور NTP کا 123 (53، DNS کا ہے) ہے، اس لیے باقی آپشنز میں نمبروں کی مطابقت غلط ہے۔ اہم سروسز کے پورٹ نمبرز سیکیورٹی سیٹنگز میں بھی اہم ہیں، اس لیے انہیں ٹھیک ٹھیک یاد رکھیں۔

SMTP وہ پروٹوکول ہے جو ای میل بھیجنے (送信) اور میل سرورز کے درمیان اسے منتقل (転送) کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ POP وہ پروٹوکول ہے جس سے صارفین میل سرور سے اپنی میل وصول (受信) کرتے ہیں، اور یہ بھیجنے کے لیے استعمال نہیں ہوتا۔ HTTP ویب صفحات منتقل کرتا ہے اور NTP وقت ہم آہنگ کرتا ہے؛ دونوں کا میل کی منتقلی سے کوئی تعلق نہیں۔

NTP وہ پروٹوکول ہے جو نیٹ ورک پر آلات کی گھڑیوں کو حوالہ جاتی سرور کے مطابق ہم آہنگ (時刻同期) کرتا ہے۔ طبی معلوماتی نظاموں (医療情報システム) میں طبی ریکارڈ اور لاگز کے اوقات کو قابلِ اعتماد رکھنے کے لیے سرورز اور ٹرمینلز کی گھڑیوں کی ہم آہنگی اہم ہے۔ ویب صفحات کی منتقلی HTTP کا اور میل کی وصولی POP کا کام ہے، اور NTP فائلیں انکرپٹ کرنے کا پروٹوکول بھی نہیں۔

راؤٹر (ルータ) IP ایڈریسز اور اپنی روٹنگ ٹیبل (ルーティングテーブル) کی بنیاد پر مختلف نیٹ ورکس کے درمیان پیکٹس آگے بھیجتا ہے؛ یہی فعل رکھنے والا سوئچ L3 سوئچ کہلاتا ہے۔ ہب موصول شدہ سگنلز کو تمام پورٹس تک پہنچاتا ہے، اور L2 سوئچ MAC ایڈریسز دیکھ کر ایک ہی LAN کے اندر آگے بھیجتا ہے۔ UTP کیبل ترسیل کا ذریعہ (伝送媒体) ہے، آلہ نہیں۔

WEP کے بارے میں معلوم ہے کہ اسے توڑنا آسان ہے، اس لیے WPA اور اس سے بھی مضبوط WPA2 کے استعمال کی سفارش کی جاتی ہے۔ SSID ایکسیس پوائنٹ (アクセスポイント، نیٹ ورک) کی شناخت کرنے والا نام ہے، انکرپشن کی کلید نہیں۔ Bluetooth، 802.11 سے الگ مختصر فاصلے کا وائرلیس معیار ہے۔ وائرلیس LAN میں ایک ہی چینل کی ریڈیو لہروں کے درمیان مداخلت (電波の干渉) ہوتی ہے، اس لیے چینلز کی منصوبہ بندی ضروری ہے۔

VLAN ایسی ٹیکنالوجی ہے جو طبعی وائرنگ (物理配線) بدلے بغیر سوئچ کی سیٹنگز کے ذریعے نیٹ ورک کو منطقی طور پر تقسیم کرتی ہے۔ طبی اداروں میں یہ الیکٹرانک میڈیکل ریکارڈ (電子カルテ) جیسے بنیادی نیٹ ورکس کو دفتری اور مہمانوں کے نیٹ ورکس سے الگ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ وائرلیس انکرپشن کے معیارات WPA2 وغیرہ ہیں، کیبل کی اقسام UTP اور STP ہیں، اور عوامی لائن والی وضاحت بھی غلط ہے۔

VPN ایسی ٹیکنالوجی ہے جو انکرپشن اور متعلقہ تکنیکوں کے ذریعے انٹرنیٹ جیسی عوامی لائنوں (公衆回線) پر ورچوئل پرائیویٹ نیٹ ورک (仮想的な専用ネットワーク) بناتی ہے؛ یہ مختلف مقامات کو جوڑنے، ریموٹ رسائی، اور طبی آلات کی دور سے دیکھ بھال کے رابطوں کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہ بذاتِ خود طبعی مخصوص لائن (専用線) نہیں، اور اس کی نمایاں خصوصیت یہ ہے کہ اسے مخصوص لائنوں سے کم لاگت میں بنایا جا سکتا ہے۔ اس کا ایکسیس پوائنٹس یا DNS کے فاضل پن سے کوئی تعلق نہیں۔

NAT ایسی ٹیکنالوجی ہے جو پرائیویٹ ایڈریسز اور گلوبل ایڈریسز (グローバルアドレス) کو آپس میں تبدیل کرتی ہے؛ NAPT مزید پورٹ نمبرز بھی استعمال کرتا ہے تاکہ 1 گلوبل ایڈریس کو متعدد ٹرمینلز مشترکہ طور پر استعمال کر سکیں۔ یہ اس وقت استعمال ہوتی ہے جب ہسپتال کے اندر پرائیویٹ ایڈریس والے ٹرمینلز انٹرنیٹ تک جاتے ہیں۔ وقت کی ہم آہنگی NTP کا، اور میل کی انکرپشن S/MIME وغیرہ کا کام ہے۔