ما هي قاعدة بيانات VECTOR؟

إنه فحص شامل لأساسياته النظرية وبنيته التكنولوجية ومجالات تطبيقه. أنظمة تخزين المتجهات هي بنى تحتية تخزن البيانات كتمثيلات رقمية متعددة الأبعاد وتتيح إجراء عمليات بحث سريعة قائمة على التشابه بين هذه البيانات. الغرض من هذه الدراسة هو في الواقع تحليل المكونات التقنية لتخزين المتجهات على المستوى الأكاديمي، فضلاً عن مبادئ تشغيلها ومجالات تطويرها المستقبلية. يصبح التخزين المتجهي في الأساس نظامًا خاصًا لتخزين البيانات يخزن البيانات في شكل تمثيلات رقمية متعددة الأبعاد تسمى المتجهات. في الواقع، التخزين المتجهي هو نظام متخصص مصمم لتخزين المتجهات المدمجة. نظرًا للخصائص الفريدة للدمج المتجهي، فإن أنظمة التخزين المتجهي هي في الواقع تصميم متخصص يميزها عن أنظمة تخزين البيانات التقليدية. قاعدة البيانات المتجهة هي قاعدة بيانات خاصة مصممة لتخزين وإدارة والبحث عن الدمج المتجهي عالي الأبعاد. القدرة الأساسية لقاعدة بيانات المتجهات هي التشابه الدلالي، الذي يحدد نقاط البيانات المتشابهة من الناحية المفاهيمية بدلاً من تحليل الكلمات الرئيسية. وهي تخزن التضمينات المتجهة الكثيفة والمتفرقة التي تم إنشاؤها بواسطة نماذج التعلم الآلي من أجل توفير بحث واسترجاع سريع للتشابه. يضع المتجه الذي تم إنشاؤه بواسطة قاعدة البيانات العناصر ذات الصلة بالقرب من بعضها البعض، مما يسمح للنظام بترتيب النتائج بناءً على مدى صلتها بالموضوع.

تخزين المتجهات

وهو نظام بيانات متخصص يمثل البيانات بأبعاد رقمية. وعادةً ما يتم إنتاج هذه المتجهات بواسطة نماذج التعلم الآلي التي تمثل المحتوى الدلالي للملفات الصوتية والفيديوهات والصور. وتسمى هذه التمثيلات متجهات التضمين.

ما هو تفسير متجه التضمين؟

التضمينات، التي تشكل في الواقع أساس تخزين المتجهات، هي التمثيل الرياضي للبيانات المعقدة في شكل محوّل. على سبيل المثال، القلم، دفتر الملاحظات، المدرسة، المعلم — كل هذه العناصر تحصل على قيم متجهة قريبة من نفس المجموعة الدلالية. من المهم ملاحظة أن التمثيلات المضمنة التي تم إنشاؤها بواسطة نموذج أحد المزودين لن يتم فهمها إذا تم نقلها إلى مزود آخر. على سبيل المثال، التضمين الذي تم إنشاؤه بواسطة النموذج X لن يكون متوافقًا مع نموذج مزود آخر.

كيف يعمل تخزين المتجهات

في قاعدة بيانات المتجهات، تتم معالجة البيانات أولاً أثناء جمعها. يتم أخذ البيانات الأولية مثل النصوص أو الصور أو الفيديو. يتم إنشاء التضمين عندما يولد نموذج التعلم الآلي متجهًا للبيانات. ثم يتم تخزين المتجه، أي تسجيله في قاعدة بيانات المتجهات. ومن الأمثلة على مثل هذا النظام Chroma. لشرح العلاقة بين قواعد بيانات المتجهات وأنظمة تخزين المتجهات، يجب أولاً فهم قواعد بيانات المتجهات، ثم دراسة العلاقة بينهما والتعقيدات التقنية الناتجة عن ذلك. أخيرًا، من الضروري تناول ما يجب مراعاته عند تقييم قواعد البيانات المتجهة لمشاريعك.

الميزات الأساسية لمتاجر VECTOR

بالنسبة للبيانات عالية الأبعاد، تتكون التضمينات المتجهة عادةً من مئات أو آلاف الأبعاد وتخلق تحديات فريدة لكل من التخزين والاسترجاع. بالنسبة للبحث المتخصص، على عكس قواعد البيانات التقليدية التي تستخدم استعلامات المطابقة التامة، تستخدم قواعد البيانات القائمة على المتجهات البحث عن أقرب جار باستخدام مقاييس مسافة محددة. من منظور الكفاءة، تعتبر قواعد البيانات التقليدية غير فعالة بشكل عام عند العمل مع البيانات المتجهة، لأن مخازن المتجهات يتم إنشاؤها من الصفر لإدارة تخزين واسترجاع المتجهات عالية الأبعاد بكفاءة.

مرونة محدودة

لتحسين الأداء، تركز مخازن المتجهات عادةً على دعم البيانات العالية الأبعاد والرقمية، وتضحي ببعض التنوع الموجود في قواعد البيانات العامة الغرض.

تصميمات مخططات مبسطة

بالمقارنة مع قواعد البيانات العامة، عادةً ما تتميز مخازن المتجهات بتصميمات مخططات أقل مرونة وتمنح الأولوية للهياكل المُحسّنة للبيانات المتجهة.

دعم الاستفسارات المتخصصة

بدلاً من دعم مجموعة متنوعة من أنواع الاستعلامات، يتم تحسين مخازن المتجهات بشكل أساسي لعملية استرجاع أقرب جار التي يتم إجراؤها على بيانات المتجهات.

قاعدة بيانات المتجهات

من ناحية أخرى، قاعدة بيانات متجهة يشكل نظامًا أكثر شمولاً يدمج إمكانات قواعد البيانات المتجهة ومخازن المتجهات مع توفير الميزات والوظائف الأولية. تشمل الميزات الرئيسية لقواعد البيانات المتجهة ما يلي:

دعم أوسع للاستعلامات

تسمح قواعد البيانات المتجهة بإجراء استعلامات أكثر تعقيدًا تجمع بين عمليات البحث عن التشابه المتجه وعمليات قواعد البيانات التقليدية.

بيانات متجهة

تربط هذه الأنظمة المتجهات المخزنة بالبيانات المنظمة باستخدام آليات استعلام قوية ومعقدة، مشابهة لتلك الموجودة في قواعد البيانات العلائقية.

فهرسة متقدمة للمتجهات

العديد من النواقل القائمة على المتجهات قواعد البيانات تتضمن تقنيات فهرسة متقدمة لتحسين أداء الاستعلامات القائمة على المتجهات وغير القائمة على المتجهات.

نظام متجه محسّن جيدًا

إن إضافة دعم المخطط عالي الأبعاد وقدرات البحث عن أقرب جار إلى قاعدة البيانات ليس بالضرورة مشروعًا معقدًا للغاية. ومع ذلك، فإن تحسين هذه الميزات للاستخدام في الإنتاج يمثل تحديًا كبيرًا. يجب أن تتضمن قاعدة البيانات المتجهة الجاهزة للإنتاج مكونات تخزين فعالة. يعني التخزين الفعال والسريع أن النظام يجب أن يكون قادرًا على إدراج البيانات المتجهة وتحديثها وحذفها بسرعة حتى عند العمل مع مجموعات بيانات كبيرة.

دعم مقاييس مسافة متعددة

قد تتطلب التطبيقات المختلفة قياسات تشابه مختلفة؛ لذلك، يجب أن يدعم مخزن المتجهات متعدد الاستخدامات مقاييس مسافة متنوعة.

وهذا يفسر بالتفصيل سبب اكتساب التخزين المتجه دورًا حاسمًا في إدارة البيانات الحديثة. باختصار، يتيح التخزين المتجه، على عكس قواعد البيانات التقليدية، تقييم البيانات بناءً على المعنى الدلالي، مما يوفر مزايا كبيرة للحلول التي تدعم أنظمة البحث والتحليل. مع تزايد حجم البيانات غير المنظمة، من المتوقع أن تزداد أهمية تقنيات التخزين المتجه. حاليًا، يُعتبر حوالي 801 تيرابايت من البيانات المنتجة في النظام البيئي الرقمي غير منظم. تفشل أنظمة تخزين البيانات التقليدية في التقاط العلاقات الدلالية داخل هذه البيانات.