دانلود کتاب آموزشی پیشرفته نصب و پیکربندی پایگاه داده PostgreSQL جلد اول

فصل 1. آشنایی با مفاهیم پیشرفته در PostgreSQL

• تفاوت PostgreSQL با سایر پایگاه‌های داده رابطه‌ای (RDBMS)
• ویژگی‌های کلیدی PostgreSQL (ACID، MVCC، و … )
• معماری داخلی PostgreSQL (Backend و Frontend)
• مدیریت تراکنش‌ها و نسخه‌برداری چندگانه (MVCC)

فصل 2. معماری PostgreSQL و نحوه ذخیره‌سازی داده‌ها

• ساختار صفحات (Pages) و بلوک‌ها (Blocks)
• مدیریت حافظه (Shared Buffers، Work Memory، Temp Buffers)
• ساختار جدول‌ها و نحوه نگهداری داده‌ها
• نحوه نگهداری و مدیریت فایل‌های WAL (Write-Ahead Logging)

فصل 3. ویژگی‌های پیشرفته PostgreSQL در مقایسه با سایر پایگاه‌های داده

• پشتیبانی از داده‌های ساختار یافته و غیرساختار یافته (JSON/JSONB، XML)
• قابلیت پشتیبانی از داده‌های مکانی (GIS) و افزونه PostGIS
• مقایسه سیستم ایندکس‌ها (B-Tree، GIN، GiST) با سایر پایگاه‌ها
• قابلیت‌های Query Optimization و مدیریت پرس‌وجوهای پیچیده

فصل 4. بررسی نسخه‌های مختلف و قابلیت‌های آن‌ها

• مرور تاریخچه PostgreSQL و پیشرفت نسخه‌ها
• تغییرات کلیدی در نسخه‌های اخیر (مثلاً 14 و 15)
• انتخاب نسخه مناسب برای محیط‌های مختلف (تولید، توسعه، آزمایش)
• معرفی توزیع‌ها و نسخه‌های سفارشی (مانند Amazon Aurora، Citus، TimescaleDB)

فصل 5. کاربردهای PostgreSQL در سناریوهای پیشرفته

• استفاده از PostgreSQL برای داده‌های تحلیلی و OLAP
• کاربردهای عملی PostgreSQL در صنعت (فین‌تک، تجارت الکترونیک، IoT)
• دلایل انتخاب PostgreSQL در محیط‌های ابری و مقیاس‌پذیر

فصل 1. آماده‌سازی سیستم برای نصب

• بررسی نیازمندی‌های سیستمی (RAM، CPU، دیسک)
• نصب ابزارهای پیش‌نیاز (GCC، Make، Libraries)
• پیکربندی فایروال برای دسترسی به PostgreSQL

فصل 2. روش‌های نصب PostgreSQL

• نصب از طریق پکیج منیجر:
  • نصب در Linux (Debian/Ubuntu: apt-get، CentOS/RedHat: yum یا dnf)
  • نصب در macOS با Brew
  • نصب در Windows با Installer
• نصب از سورس‌کد:
  • دانلود سورس از وب‌سایت PostgreSQL
  • کامپایل و نصب با استفاده از ابزارهای خط فرمان (configure, make, make install)
  • تنظیم مسیرهای محیطی (PATH)

فصل 3. پیکربندی اولیه پس از نصب

• تنظیم محل ذخیره‌سازی داده‌ها (initdb)
• تنظیم مالکیت و مجوزها برای دایرکتوری داده‌ها
• شروع سرویس PostgreSQL (pg_ctl یا systemctl)

فصل 4. پیکربندی فایل‌های اصلی

• تنظیمات پیشرفته در فایل postgresql.conf:
  • تغییر پورت پیش‌فرض
  • تنظیمات حافظه (Shared Buffers, Work Memory)
  • تنظیمات اتصالات همزمان (Max Connections)
• مدیریت دسترسی‌ها در فایل pg_hba.conf:
  • تعریف روش‌های Authentication (MD5، SCRAM، Peer)
  • محدود سازی دسترسی‌ها بر اساس IP یا شبکه

فصل 5. مدیریت سرویس PostgreSQL

• راه‌اندازی سرویس به‌صورت خودکار در Startup
• مدیریت سرویس با دستورات systemctl, service, یا pg_ctl
• بررسی وضعیت و گزارشات سرویس

فصل 6. ساخت پایگاه داده و کاربر اولیه

• ساخت پایگاه داده اولیه با دستور createdb
• ایجاد کاربران (Roles) اولیه با دستور createuser
• اختصاص مجوزها به کاربران

فصل 7. نصب PostgreSQL در کانتینرها

• نصب PostgreSQL در Docker:
  • دانلود و اجرای Image آماده PostgreSQL
  • پیکربندی محیطی کانتینر (Volumes، Ports)
• نصب در Kubernetes با Helm Charts:
  • راه‌اندازی StatefulSet برای PostgreSQL
  • مدیریت مقیاس‌پذیری و دسترسی بالا

فصل 8. تنظیمات دسترسی از راه دور

• فعال‌سازی دسترسی از راه دور در postgresql.conf (listen_addresses)
• افزودن IP‌های مجاز در pg_hba.conf
• تست اتصال از کلاینت‌های راه دور با ابزارهایی مثل psql یا نرم‌افزارهای مدیریت گرافیکی

فصل 9. مدیریت نسخه‌ها و به‌روزرسانی

• نصب نسخه‌های مختلف PostgreSQL روی یک سیستم
• مدیریت نسخه‌ها با ابزارهای Containerization
• به‌روزرسانی و ارتقای نسخه PostgreSQL بدون Downtime

فصل 10. ابزارهای مرتبط با نصب و راه‌اندازی

• استفاده از ابزارهای مدیریتی مثل pgAdmin, DBeaver
• نصب افزونه‌های مفید مانند PostGIS, TimescaleDB
• پیکربندی ابزارهای Backup و Replication

فصل 11. نکات مربوط به امنیت در نصب

• تنظیم مجوزها برای فایل‌های پیکربندی
• فعال‌سازی ارتباطات امن با SSL/TLS
• محدود سازی دسترسی‌ها بر اساس کاربران و شبکه‌ها

فصل 1. مفاهیم پایه کاربران و نقش‌ها

• تفاوت بین کاربران و نقش‌ها (Roles vs. Users)
• ایجاد کاربران و نقش‌های جدید
• اصول تعریف مجوزها (Permissions)

فصل 2. ایجاد و مدیریت نقش‌ها

• ایجاد نقش‌ها با دسترسی‌های خاص
• تنظیم سطوح دسترسی برای نقش‌ها (Login، Superuser، Create DB، Replication)
• استفاده از ویژگی‌های Inheritance در نقش‌ها
• مدیریت نقش‌های گروهی (Group Roles)

فصل 3. مدیریت مجوزها

• اعطای مجوزها (GRANT)
  • در سطح پایگاه داده
  • در سطح جداول، ستون‌ها و Sequence‌ها
• لغو مجوزها (REVOKE)
• مدیریت مجوزها در سطح Function و View

فصل 4. کنترل دسترسی ردیفی (Row-Level Security – RLS)

• پیاده‌سازی RLS در جداول
• ایجاد قوانین (Policies) برای کنترل دقیق دسترسی
• تست و اعتبارسنجی دسترسی‌های RLS

فصل 5. مدیریت دسترسی کاربران

• محدود سازی دسترسی کاربران به پایگاه داده‌ها
• تنظیم دسترسی در سطح شبکه با استفاده از فایل pg_hba.conf
• مدیریت Connection Limits برای کاربران

فصل 6. مدیریت سیاست‌های رمز عبور

• تنظیم قوانین پیچیدگی رمز عبور
• محدودیت‌های زمان انقضای رمز عبور
• مدیریت تغییر رمز عبور (ALTER ROLE)

فصل 7. مانیتورینگ و رفع مشکلات امنیتی کاربران

• بررسی لاگ‌های دسترسی کاربران
• شناسایی فعالیت‌های غیرمجاز
• استفاده از ابزارهای مانیتورینگ مانند pg_stat_activity

فصل 8. احراز هویت پیشرفته

• استفاده از مکانیزم‌های احراز هویت (MD5، SCRAM، GSSAPI)
• تنظیم SSL/TLS برای ارتباط امن
• احراز هویت بر اساس Active Directory یا LDAP

فصل 9. اسکریپت‌نویسی برای مدیریت کاربران و مجوزها

• استفاده از اسکریپت‌های SQL برای مدیریت خودکار کاربران
• نمونه‌ اسکریپت‌های مدیریت گروهی کاربران

فصل 10. بهترین شیوه‌ها برای امنیت کاربران

• استفاده از نقش‌های حداقل دسترسی (Least Privilege Principle)
• مدیریت دسترسی‌ها بر اساس اصول Least Authority
• مستندسازی دسترسی‌ها و مجوزها برای اطمینان از شفافیت

فصل 1. طراحی اسکیما (Schema Design)

• تحلیل نیازمندی‌ها و طراحی اولیه:
  • بررسی نیازهای کسب‌وکار و شناسایی موجودیت‌ها و روابط.
  • استفاده از ERD (Entity-Relationship Diagram) برای طراحی.
• عادی‌سازی پایگاه داده:
  • بررسی قوانین عادی‌سازی (Normal Forms: 1NF، 2NF، 3NF و BCNF).
  • حذف داده‌های تکراری و بهینه‌سازی ساختار جداول.
• طراحی Denormalized:
  • زمانی که سرعت مهم‌تر از عادی‌سازی است.
  • ایجاد جداول تجمیعی و ذخیره داده‌های پیش‌محاسبه‌شده.
• نام‌گذاری استاندارد:
  • ایجاد استانداردهای نام‌گذاری برای جداول، ستون‌ها و ایندکس‌ها.
• مستندسازی اسکیما:
  • استفاده از ابزارهایی مانند pgAdmin یا DBeaver برای مستندسازی اسکیما.

فصل 2. انواع ایندکس‌ها (Indexes)

• ایندکس‌های پایه:
  • B-Tree Index: پیش‌فرض برای عملیات SELECT.
  • Hash Index: مناسب برای جستجوهای دقیق.
• ایندکس‌های پیشرفته:
  • GiST (Generalized Search Tree): مناسب برای داده‌های فضایی.
  • GIN (Generalized Inverted Index): برای جستجوهای سریع در داده‌های JSON و Full-Text.
  • BRIN (Block Range Index): مناسب برای داده‌های بزرگ با ترتیب خاص.
• ایندکس‌های ترکیبی و چند ستونی:
  • استفاده از چند ستون در ایندکس برای بهبود سرعت جستجو.
• ایندکس‌های جزئی (Partial Index):
  • تعریف ایندکس برای بخشی از داده‌ها بر اساس شرط مشخص.
• ایندکس‌های Expression-Based:
  • ایجاد ایندکس‌ها بر روی مقادیر محاسبه‌شده.

فصل 3. بهینه‌سازی جداول

• فشرده‌سازی داده‌ها:
  • استفاده از فشرده‌سازی برای کاهش فضای ذخیره‌سازی.
• حذف و مدیریت داده‌های قدیمی:
  • پارتیشن‌بندی یا انتقال داده‌های قدیمی به آرشیو.
• انواع داده مناسب:
  • انتخاب انواع داده متناسب با نیاز (مثل TEXT در برابر VARCHAR).
• Column Store vs Row Store:
  • مقایسه بین ذخیره‌سازی ستونی و ردیفی و استفاده در شرایط خاص.

فصل 4. مدیریت پارتیشن‌بندی (Partitioning)

• پارتیشن‌بندی افقی (Horizontal Partitioning):
  • تقسیم جداول بر اساس محدوده (Range) یا لیست (List).
• پارتیشن‌بندی عمودی (Vertical Partitioning):
  • جدا کردن ستون‌های کم استفاده به جداول دیگر.
• ایجاد و مدیریت پارتیشن‌ها:
  • ایجاد پارتیشن با دستورات PostgreSQL.
• پارتیشن‌بندی خودکار:
  • استفاده از Ruleها و Triggerها برای مدیریت خودکار پارتیشن‌ها.

فصل 5. بهینه‌سازی عملکرد

• Index Maintenance:
  • تحلیل و بازسازی ایندکس‌های قدیمی با REINDEX.
• Query Caching:
  • استفاده از Materialized Views برای ذخیره نتایج پرمصرف.
• Vacuuming و Autovacuum:
  • مدیریت فضای ذخیره‌سازی با VACUUM و تحلیل آن.
• Query Execution Plans:
  • استفاده از Explain برای بررسی برنامه‌های اجرای پرس‌وجو.

فصل 6. ابزارهای کمکی

• طراحی و مستندسازی:
  • pgModeler، dbDiagram.io
• تحلیل و بهینه‌سازی:
  • استفاده از ابزارهای pg_stat_statements و pgHero.

فصل 1. Subqueries (زیرپرس‌وجوها)

• Subqueries در SELECT، FROM و WHERE
• Subqueries همبسته (Correlated Subqueries)
• مقایسه بین Subqueries و JOIN

فصل 2. Common Table Expressions (CTEs)

• معرفی CTE و کاربرد آن
• CTE های بازگشتی (Recursive CTEs) برای پیمایش داده‌های سلسله‌مراتبی
• بهینه‌سازی پرس‌وجوهای پیچیده با CTE

فصل 3. Window Functions

• استفاده از OVER برای تعریف پنجره‌ها
• Aggregate Functions در Window Queries (مانند SUM، AVG، RANK)
• تابع‌های RANK، DENSE_RANK، ROW_NUMBER
• کار با LAG، LEAD برای تحلیل داده‌ها

فصل 4. کار با داده‌های غیرساختار یافته

• ذخیره‌سازی داده‌ها با فرمت JSON و JSONB
• پرس‌وجوهای پیشرفته با JSON (مانند ->، ->>)
• جستجوی داده‌های تو در تو در JSON
• تبدیل داده‌های JSON به جداول (json_to_record، json_to_array)

فصل 5. ایجاد و کار با جداول موقت

• ایجاد Temporary Tables
• بهینه‌سازی عملکرد با جداول موقت
• استفاده از UNLOGGED Tables برای عملیات سریع‌تر

فصل 6. Query Optimization

• استفاده از EXPLAIN و EXPLAIN ANALYZE
• شناسایی Bottleneck ها در پرس‌وجوها
• استفاده از Hints برای راهنمایی بهینه‌ساز PostgreSQL
• Index Scan در مقابل Sequential Scan

فصل 7. کار با داده‌های زمانی

• استفاده از TIMESTAMP، INTERVAL و DATE
• Queryهای پیشرفته با داده‌های زمانی
• محاسبات فاصله زمانی و مقایسه داده‌های تاریخی
• استفاده از TO_CHAR و TO_DATE برای فرمت‌بندی داده‌های زمانی

فصل 8. کار با داده‌های جغرافیایی

• معرفی افزونه PostGIS برای داده‌های جغرافیایی
• استفاده از داده‌های Geometry و Geography
• پرس‌وجوهای نزدیک‌ترین نقاط و محاسبات فاصله

فصل 9. پرس‌وجوهای Full-Text Search

• جستجوی متنی با استفاده از قابلیت‌های tsvector و tsquery
• ترکیب جستجوی متنی با دیگر فیلترها
• استفاده از To_tsvector و To_tsquery برای تحلیل متنی

فصل 10. پرس‌وجوهای تحلیلی پیچیده

• ترکیب چندین CTE و Subquery
• تحلیل داده‌های چند بعدی (OLAP)
• استفاده از Cube، Rollup و Grouping Sets