يشير الحصول على البيانات إلى عملية أخذ العينات من الإشارات التي تقيس الظروف المادية في العالم الحقيقي وتحويل العينات الناتجة إلى قيم رقمية رقمية يمكن معالجتها بواسطة الكمبيوتر. يمكن أن تأتي هذه الإشارات من مصادر مختلفة مثل أجهزة الاستشعار الفيزيائية أو الكيميائية أو الميكروفونات أو الصور أو المدخلات اليدوية. يتم تحليل البيانات وتفسيرها، بمجرد تحويلها، لأغراض مختلفة مثل اتخاذ القرار والتنبؤات وعمليات التحكم.
نشأة وتطور الحصول على البيانات
لقد كان الحصول على البيانات، كمفهوم، موجودًا منذ أن بدأ البشر في تسجيل الملاحظات. كان البشر الأوائل يسجلون التغيرات الموسمية، وسلوك الحيوان، والظواهر الطبيعية الأخرى لأغراض البقاء والتعلم. يمكن إرجاع أول تطبيق تكنولوجي للحصول على البيانات إلى الأيام الأولى للتلغراف في القرن التاسع عشر، حيث تم استخدام شفرة مورس لنقل الرسائل عبر مسافات طويلة.
ومع ذلك، بدأ الحصول على البيانات الحديثة مع تطور مسجلات البيانات في منتصف القرن العشرين. يمكن لهذه الآلات تسجيل التغيرات في العوامل البيئية مع مرور الوقت. أحدث إدخال الكمبيوتر الشخصي ثورة في الحصول على البيانات، مما جعلها أكثر سهولة وتنوعًا.
تم تسريع عملية رقمنة الحصول على البيانات من خلال تطوير المحولات التناظرية إلى الرقمية (ADCs) وتطور أجهزة الاستشعار. أدى ظهور الإنترنت وأجهزة إنترنت الأشياء والتخزين السحابي إلى نقل البيانات إلى مستوى غير مسبوق في القرن الحادي والعشرين.
توسيع الموضوع: الحصول على البيانات
يتضمن الحصول على البيانات ثلاثة مكونات أساسية: أجهزة الاستشعار، وتكييف الإشارة، والتحويل من التناظري إلى الرقمي.
- أجهزة الاستشعار: تكتشف هذه الأجهزة التغيرات في الظواهر الفيزيائية مثل درجة الحرارة أو الضغط أو شدة الضوء، وتحول هذه التغييرات إلى إشارة كهربائية.
- إشارة تكييف: تتضمن هذه المرحلة تضخيم وتصفية وعزل الإشارات المولدة بواسطة المستشعر لإعدادها للمرحلة التالية.
- التحويل التناظري إلى الرقمي (ADC): تقوم هذه العملية بتحويل الإشارات التناظرية المشروطة إلى إشارات رقمية يمكن فهمها ومعالجتها بواسطة أجهزة الكمبيوتر.
بعد ADC، يمكن تخزين البيانات الرقمية وتحليلها وعرضها. يمكن أن يعتمد الحصول على البيانات على الوقت (نقاط البيانات التي يتم التقاطها على فترات منتظمة) أو على أساس الحدث (نقاط البيانات التي يتم التقاطها عند وقوع حدث معين).
الآليات الداخلية للحصول على البيانات
الخطوة الأولى في الحصول على البيانات هي توليد البيانات، والذي يحدث عندما تكتشف أجهزة الاستشعار التغيرات في الظواهر الفيزيائية. على سبيل المثال، قد يكتشف مستشعر درجة الحرارة تغيرًا في درجة الحرارة في الغرفة.
التالي هو تكييف الإشارة. غالبًا ما تحتاج الإشارات التي تولدها أجهزة الاستشعار إلى التعديل قبل أن يتم تحويلها إلى شكل رقمي. يمكن أن يشمل ذلك التضخيم (زيادة قوة الإشارة)، أو التصفية (إزالة الضوضاء غير المرغوب فيها)، أو عمليات أخرى.
بعد ذلك، تخضع الإشارات التناظرية المشروطة لـ ADC. تتضمن هذه العملية أخذ عينات من الإشارة على فترات زمنية منفصلة وقياس العينات إلى مجموعة من القيم العددية المحدودة.
وأخيرًا، تتم معالجة البيانات الرقمية بواسطة الكمبيوتر. قد يتضمن ذلك التحليل الإحصائي أو التصور أو التخزين أو تشغيل إجراءات معينة بناءً على البيانات.
الميزات الرئيسية للحصول على البيانات
- براعه: يمكن تخصيص أنظمة الحصول على البيانات للتعامل مع مجموعة واسعة من المدخلات من أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار.
- قابلية التوسع: يمكن توسيعها لاستيعاب المزيد من القنوات أو المزيد من أجهزة الاستشعار أو تكييف الإشارة الأكثر تعقيدًا.
- دقة: توفر أنظمة الحصول على البيانات الحديثة دقة ودقة عالية.
- التشغيل في الوقت الحقيقي: توفر العديد من الأنظمة إمكانات المراقبة والتحكم في الوقت الفعلي.
- تخزين البيانات وتحليلها: إنها تسمح بتخزين البيانات لتحليلها لاحقًا وتسهل أيضًا التحليل الفوري.
أنواع أنظمة الحصول على البيانات
| يكتب | سمات | طلب |
|---|---|---|
| قائمة بذاتها | يشمل جميع المكونات الضرورية بما في ذلك تخزين البيانات وواجهة المستخدم. | المراقبة البيئية، ومراقبة العمليات الصناعية. |
| القائم على الكمبيوتر | يستخدم جهاز كمبيوتر لتخزين البيانات وتحليلها والواجهة. | التجارب المعملية واختبار السيارات. |
| وزعت | أجهزة الحصول على البيانات المتعددة متصلة بالشبكة معًا. | العمليات الصناعية واسعة النطاق ومراقبة الطقس. |
الاستفادة من الحصول على البيانات: المشاكل والحلول
تُستخدم أنظمة الحصول على البيانات في العديد من القطاعات، بما في ذلك الأتمتة الصناعية والتنبؤ بالطقس والرعاية الصحية والدفاع والمزيد. ومع ذلك، قد تواجه هذه التطبيقات العديد من المشكلات، مثل ضوضاء الإشارة أو فقدان البيانات أو التهديدات الأمنية. وتشمل الحلول تكييف الإشارات بشكل فعال، واستخدام أنظمة تخزين موثوقة، وتنفيذ تدابير أمن البيانات.
مقارنات مع مصطلحات مماثلة
| شرط | وصف |
|---|---|
| تسجيل البيانات | مجموعة فرعية من الحصول على البيانات التي تتضمن جمع البيانات وتخزينها بمرور الوقت. |
| معالجة الإشارات | غالبًا ما يحدث معالجة الإشارات وتحليلها بعد الحصول على البيانات. |
| نقل البيانات | إرسال البيانات من مكان إلى آخر. يمكن أن يكون جزءًا من نظام الحصول على البيانات إذا تم إرسال البيانات إلى مكان بعيد. |
وجهات النظر المستقبلية في الحصول على البيانات
تُحدث التقنيات الناشئة مثل التعلم الآلي وتحليلات البيانات الضخمة ثورة في مجال الحصول على البيانات. على سبيل المثال، يمكن أن تساعد خوارزميات التعلم الآلي في تحديد الأنماط في مجموعات البيانات الكبيرة، بينما تعمل أجهزة إنترنت الأشياء على توسيع نطاق وحجم البيانات التي يمكن التقاطها.
تعد الحوسبة المتطورة، التي تتضمن معالجة البيانات بالقرب من مصدرها وليس في مستودع مركزي لمعالجة البيانات، بمثابة تطور واعد في الحصول على البيانات. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل زمن الوصول واستخدام النطاق الترددي، مما يوفر رؤى أسرع من البيانات المجمعة.
الخوادم الوكيلة والحصول على البيانات
يمكن أن تلعب الخوادم الوكيلة دورًا حاسمًا في الحصول على البيانات، خاصة في تجميع البيانات على الويب، حيث يتم جمع البيانات من مواقع الويب. تقوم الخوادم الوكيلة بإخفاء عنوان IP الحقيقي للمستخدم، مما يجعل عملية الحصول على البيانات مجهولة المصدر وأقل عرضة للحظر بواسطة أنظمة أمان موقع الويب. علاوة على ذلك، يمكن للوكلاء المساعدة في توزيع الطلبات عبر عناوين IP متعددة، وبالتالي تقليل مخاطر التحميل الزائد على خادم واحد.
يقدم OneProxy، باعتباره مزود خادم وكيل موثوقًا به، حلاً فعالاً لمهام الحصول على البيانات، مما يضمن السرعة العالية والتغطية الجغرافية الواسعة والأمان القوي للعمليات الرقمية للمستخدمين.
