Реляционды мәліметтер базасы

Кіріспе

Реляционды модельді 70-жылдардың басында Кодд ұйымдастырған. Модельдің пайда болуына байланысты мәліметтер базасын басқару жүйесінің эволюциясында жаңа этап пайда болды. Модельдің қарапайымдылығы мен ыңғайлылығы құрастырушының назарын көп аударды. Кейбір кемшіліктеріне қарамай реляционды модель кең тарады.

Ақпараттық жүйені пайдаланушыларға мәліметтер базасының пәндік аумақты біркелкі қамтып көрсеткені маңызды. Мәліметтер базасы осындай қасиетке ие болса, онда мәліметтер базасы бүтіндік шарттарын қанағаттандырады деп есептелінеді. Шарттарды орындау үшін мәліметтер базасы бүтіндік шектеулері деп аталатын шектеулер қойылады. Бүтіндік шектеулерінің екі негізгі типі бар: маңыздылық бүтіндігі және сілтеме бүтіндігі. Біріншісі ол кез келген кесте немесе байланыс басқа қандай да бір кестелерден жақсы болуы керек, басқа сөзбен айтқанда кез келген байланыс алғашқы кілтке ие болуы керек. Бұл шарт автоматты түрде қанағаттандырылады, егер жүйеде байланыстың базалық құрамы бұзылмаса. Ал сілтеме бүтіндігі сыртқы кілт кестедегі жоқ жолға бағытталумен түсіндіріледі. Реляционды мәліметтер базасының басқа мәліметтер базасынан ерекшелігі -сақталған кестелер мен кілтке арналған индекстерді тікелей іздеу қолданушылар үшін ыңғайлы және кестенің жолдары кейбір физикалық тізбек бойынша реттелген.

Реляционды модель мәліметтер базасын қолдану үшін кеңінен қолданылады. Олар мәліметтер базасын проектілеу кезінде көмекші модель ретінде, сондай-ақ даталогиялық модельдің ролінде де қолданылады. Мультимодельді жүйені тұрғызуда реляционды модель виртуальды модель сипатына ие болады.

Реляционды модельде ақпараттық бірліктер домен, атрибут пен қатынас болып табылады. Атрибуттар -қарапайым ақпараттық бірліктер. Домен - атрибуттар мәні алынатын мәндер. Қатынас -екі өлшемді кесте болып табылады, атауы бар граф- атрибут, кестедегі әрбір бағанның мәндері доменге сәйкес келеді. Реляционды модельдің негізгі ерекшелігі-кестелер арасындағы байланыс анық түрде емес динамикалық түрде беріледі. Реляционды модель қарапайым әрі біртекті. Мұнда қатынастар нормализацияланған болуы тиіс. Реляционды модельде пәндік облыстың әрбір объектісінде бір немесе бірнеше қатынас сәйкес келеді. Жүйе толығымен реляционды болады, егер:

1. Реляционды модельдің құрылымдық аспектілерін қолдаса;
2. Оған сәйкес ережелерді орындаса;
3. Мәліметтер тілін алгебралық қатынас секілді жақсы меңгерсе;

Алдыңғы екі шарт орындалып, ал үшінші шарт орындалмаса, онда жүйежартылай реляционды болып саналады.

Реляционды модельдің негізгі түсініктері Реляционды модель

Мәліметтердің кесте түрінде берілуімен ерекшеленді. Ирархиялық және желілік модельден айырмашылығы:

1. Қарапайым қолданушыға да түсінікті.
2. Схемены оңай өзгертуге болады, мәліметтердің жаңа элементтерін байланыстыруға болады.
3. Келтірілмеген сұраныстарды жасағанда қажетті икемділікті қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар кез келген желілік немесе ирархиялық жүйе екі өлшемді байланыспен түсіндіріледі.

Реляционды модельдің негізгі өзгешелігі-оның бірнегізділігі. Барлық мәліметтер кесте түрінде сақталады, ал кестенің әрбір жолы бірдей форматқа ие. Кестедегі әрбір жол шындық өмірдегі кейбір объект және олардың арасындағы байланыстарды қарастырады.

Реляционды модельде анықталған түсініктер келесілер: атрибут, қатынас, домен, дәреже, алғашқы кілт.

Домен- Белгілі бір байланыстағы сәйкес атрибуттардан алынған мәндер жиынтығы. Программалау тілі бойынша қарайтын болсақ, домен-жүйемен немесе қолданушымен анықталған мәліметтер типі.

Алғашқы кілт- жолдарды анықтайтын баған немесе бағандар жиыны.

Егер алғашқы кілт бір бағаннан көп болса, онда оны көптік немесе қиыстырылған немесе құрамды деп атайды. Объектінің бүтіндік шектеулері бойынша алғашқы кілт түгелдей толмау керек немесе NULL мәніне ие болмау керек. Қалған алғашқы кілт ретінде қолдануға болатын кілттер потенциалдық немесе альтернативті кілттер деп аталады.

Сыртқы кілт -басқа кесте үшін алғашқы кілт ретінде қолданылатын баған. Кестенің сыртқы кілті басқа кестенің кілттік өрісіне сілтеме болып табылады. Сілтеме шектеулері бойынша сыртқы кілт бос болуы керек немесе өзі сілтеме жасайтын алғашқы кілттік баған мәндерімен сәйкес келуі қажет. Сыртқы кілт реляционды модельдің бөлінбес бөлшегі болып табылады, ол мәліметтер базасы кестелерінің арасындағы байланысты жүзеге асырады.

Алғашқы кілт сияқты сыртқы кілт те бағандардың қиылысуымен ерекшеленеді. Іс жүзінде сыртқы кілт әрқашан құрама болады. (бірнеше бағандардан тұрады. ) Бағандар саны мен олардың типі алғашқы және сыртқы кілтте де сәйкес келуі керек. Егер кесте басқа көптеген кестелермен байланысқан болса, онда ол бірнеше сыртқы кілтке ие.

Реляционды модель кестеге келесі талаптарды қояды:

1. Кестенің ұяшығындағы берілген мәліметтер құрылымды бөлінбеуі қажет.
2. Бір бағанның мәліметтері бір типті болуы керек.
3. Әрбір баған бірегей болуы керек. (бағандар қайталанып кетпеу керек. )
4. Бағандар еркін түрде орналасады.
5. Жолдар да кестеде еркін түрде орналасады.
6. Бағандар бірегей атауларға ие.

Реляционды модельдің концепциясы болып Коддтың 12 негізгі шарттары жатады:

1. Ақпарат ережесі. Мәліметтер базасының барлық ақпараттар логикалық деңгейде болуы шарт және кестедегі мәндер түрінде берілуі керек.
2. Кепілдік беру ережесі. Реляционды модельде мәліметтер базасының әрбір элементіне логикалық ену-кестенің атын қиыстыру арқылы жасалынады.
3. Заңды емес мәндерді қолдану ережесі. Реляционды мәліметтер базасында заңды емес мәндерді қолдану негізделуі керек.
4. Реляционды модель негізіндегі динамикалық каталог ережесі. Мәліметтер базасын логикалық деңгейде сипаттау-пайдаланушылар, яғни ережені білетін қолданушылар олармен сол реляционды тіл де жұмыс істейді және олар негізгі деректермен жұмыс істеуді қолдайтындай болуы керек.
5. Мәліметтердің жеткіліктілік ережесі. Реляционды жүйе әртүрлі тілдер мен қолданушылардың іс-әрекетінен тұрады. (Мысалы сұрақ пен жауап режимі) Бірақта бір ғана тіл болуы керек, операторлар символдық жол ретінде көрсететін, синтаксисі анықталатын және келесі элементтерден тұратын:Мәліметтерді анықтауБерілгендерді анықтауМәліметтерді өңдеуБүтіндік шектеулеріТранцакция шекарасы (басы, аяқталуы)
6. Берілгендерді өңдеу ережесі. Теориялық тұрғыдан өңдеуге болатын барлық берілгендер әрқашанда өңдеуге дайын болуы тиіс.
7. Толықтыру, өңдеу және жою ережесі. Қандай да бір операндпен жұмыс істеген секілді байланеыспен жұмыс істеудің болуы тек мәліметтерді оқуда ғана емес, мәліметтерді толықтыруда, өңдеу мен жоюда да болуы тиіс.
8. Физикалық мәліметтердің тәуелсіздік ережесі. Қолданбалы программа мен утилиттер мәліметтермен жұмыс істеген кезде логикалық деңгейде қалуы тиіс, мәліметтерді сақтаудың әртүрлі әдістері мен оған енудің түрлі тәсілдерінде.
9. Логикалық мәліметтердің тәуелсіздік ережесі. Базалық кестеге әртүрлі өзгерістер енгізілгенде сондағы мәліметтердің мазмұны өзгерместен, қолданбалы программалар мен утилиттер логикалық деңгейде қалуы керек.
10. Бүтіндік шектеулерінің тәуелсіздік ережесі. Бүтіндік шектеулерін айқындайтын мүмкіндік болуы керек.
11. Таралу тәуелсіздік ережесі. Реляционды мәліметтер базасын басқару жүйесі клиенттердің қажеттілігіне тәуелді болмауы керек.
12. Даралық ережесі.

Екінші ереже мәліметтер базасында ақпаратты іздеу үшін алғашқы кілт рөлін атқарады. Кестенің аты талап етілген кестені табуға мүмкіндік берсе, ал бағанның аты ізделінген бағанды табуға мүмкіндік береді, ал алғашқы кілт ізделініп отырған элементі бар жолды табады.

Үшінші ереже бойынша толтырылмаған мәндер орнына заңды емес

Null мәнін қоюға болады.

Төртінші ереже бойынша реляционды мәліметтер базасы өзін-өзі бейнелеу керек. Басқаша айтқанда мәліметтер базасы өзінің құрылымын бейнелейтін кестелер жүйесінен тұруы керек.

Бесінші ереже бойынша Мәліметтер базасын басқару жүйесі реляционды мәліметтер базасының тілін, яғни SQL пайдаланады. Бұл тіл барлық мәліметтер базасын басқару жүйесінің негізгі функцияларын қолдау үшін, мәліметтер базасын тұрғызу, оқу және мәліметтерді енгізу, реляционды қорғаныс болып табылады.

Алтыншы ереже виртуальды кесте ұсынушыларға, мәліметтер базасының құрылымын көрсетушілерге арналған.

Жетінші ереже бойынша мәліметтер базасы өзінің табиғатынан көптікке бағытталған. Толықтыру, өшіру мен өңдеу операциялары көптеген жолдарға орындалатын болады. Бұл ереже тек жолға ғана өзгертулер енгізудің дамуына шек қояды.

Сегіз бен тоғызыншы ереже бойынша пайдаланушылар және қолданбалы программалардың мәліметтер базасының төмен деңгейдегі дамуының арасындағы айырмашылық. Мәліметтер базасын басқару жүйесіндегі сақтау, мәліметтерді енгізу мен кестенің құрылымын өзгерту -мәліметтерді пайдаланушылардың мәліметтер базасымен жұмыс істеуіне кедергі келтірмеуі керек.

Оныншы ереже бойынша мәліметтер базасындағы тіл мәліметтер базасын орындағанда шарттарды қанағаттандыру керек.

Он бірінші ереже бойынша мәліметтер базасындағы тіл басқа компьютерлік желідегі берілген мәліметтермен жұмыс істеу мүмкіндігін қамтамасыз етуі қажет.

Он екінші ереже бойынша басқадай мүмкіндіктерді мәліметтер базасымен жұмыс істеуде қолдануға шек қойылады, себебі олар мәліметтер базасының бүтіндігін бұзуы мүмкін.

Реляционды алгебра негіздері

Э. Ф. Кодд анықтауы бойынша реляционды алгебра 2 группа 4 оператордан тұрады.

1. Көптеген дәстүрлі операциялар:біріктіру, қиыстыру, әртүрлілік, көбейту

2. Арнайы реляционды операциялар: таңдау, проекция, байланыс, бөлу.

Реляционды алгебраның операцияларын толығырақ қарастырайық.

Біріктіру. Байланыстың екеуінде де бар кестені қайтарады. Біріктіру операциясы екі кестені біріктіріп, кестенің барлық жолдарынан, яғни операндтардан тұратын кесте құрады. Кесте-операндтар бірдей атрибуттардан тұруы қажет.

Біріктіру

Қилысу бір мезгілде екеуінде де қайталанатын мәндерді қайтарады.

Қилысу операциясының нәтижесінде екі кестеге де тән жолдардан тұратын кесте пайда болады.

Қилысу

Әртүрлілік берілген екі қатынастағы біріншіге ғана тән, екіншіде жоқ мәндерді қайтарады. Операцияның нәтижесінде біріншіде бар, ал екінші кестеде жоқ мәндерден тұратын кесте пайда болады.

Әртүрлілік

Көбейту екі байланыстағы қайтарылатын мәндерді көбейтеді. Көбейту операциясын орындағанда бірінші кестенің жолдың мәндері сәйкесінше екінші кестенің жолдарының мәндеріне көбейтіледі. Нәтижесінде көбейтілген жолдардан тұратын кесте пайда болады. Кестедегі жол саны көбейтінді кестедегі жол санына тең.

{

=

Таңдау Берілген шартты қанағаттандыратын берілген мәнді қарастырады.

Берілген шарт бойынша қатарды таңдауды жүргізеді.

Проекция Берілген қатынастағы кейбір атрибуттарды алып тастағаннан кейінгі барлық қалған мәндер. Проекция операциясы кестеден белгіленген бағанды таңдайды.

Проекция

Проекция

Байланыстыру берілген қиыстырылған кестеде 2 бірдей мән болған жағдайда екі кестедегі атрибуттардың мәндерін қиыстыру. Бұл операция реляционды алгебраның ең маңызды опеацияларының бірі. Оның тәжірбиелік маңызы зор. Байланыстырудың екі типі бар:шарт бойынша және табиғи байланыс. Шарт бойынша байланыс операциясын орындағанда екі кестенің жолдарын көбейтіп, көбейтілген кесте жолдары шарт бойынша тексеріледі. Егер ол шартты қанағаттандырса, онда ол нәтижеге жазылады. Егер кестеде жалпы атрибуттар болса, онда байланыс шарты қалып қояды, бұдан шығатыны теңестіру ортақ атрибут мәндері болғанда ғана жасалынады. Осы жағдайда табиғи байланыс туралы айтады.

Байланыстыру

Бөлу операциясы көбейту операциясына кері операция. Оны терминдермен түсіндіру қиын, сол себепті оны былайша түсіндіріп көрелік: Екі кесте берілген болсын А(бөлінгіш), атрибуттары (а1, а2, . . . аn, b1, b2, …bm) және В (бөлгіш), атрибуттары (b1, b2. . bm) . А Ві атрибут пен В Ві атрибуты бірдей анықталған және бірдей атқа ие. А-ны В-ға бөлгенде шығатын С кестесінің атрибуты (а1, а2, . . . аn) Оны былай түсіндіреміз: Егер А кестесінің атрибуты В кестесінің атрибутына сәйкес келсе, сол жолды кесіп тастап, қалған жолды С кестесіне жазамыз.

Бөлінді Бөлгіш Бөлінгіш

Бөлу

Меншіктеу операциясы реляциондық өрнектің есептелген нәтижесін мәліметтер базасының кестесіне сақтауға мүмкіндік береді.

Қатынас екі бөлімнен басы мен қатынас денесінен тұрады. Қатынастың бас-атрибут, ал денесі -кесте. Байланыстыру, қилысу мен бөлу операторларын қалған бесеуі арқылы анықтауға болады. Ал қалған бес оператор (таңдау, проекция, көбейту, біріктіру, әртүрлілік) басқалар арқылы өрнектелмейді. Бірақ олар аз сұранысқа ие. Қалған үшеу, әсіресе біріктіру практикада көп қолданылады. Реляционды алгебраның негізгі мақсаты реляционды өрнектің жазбаларын төмендегілермен қамтамасыз ету.

• Операцияны орындау нәтижесінде жеткізілген мәліметтерді таңдау аумағы.
• Өңдеу операциясы нәтижесінде өзгертілген, өшіріліген немесе қайта қойылған мәліметтердің өңдеу аумағы.
• Мәліметтер базасын қанағаттандыратын негізгі талаптардың бірі-мәліметтердің бүтіндігін қолдау ережесі.
• Мәліметтер базасын көрсетуге тиіс ауыспалы қатынас.
• Қорғаныс шектеулері.

Жалпы алғанда реляционды алгебра өрнегі қолданушыға мәліметтерді символдық жоғары деңгейде қамтамасыз етуге арналған.

ER-диаграмма

Семантикалық модельдеудің негізгі бір мақсаты пәндік аймақтың талдау нәтижесі жеткілікті қарапайым, сондай-ақ, формалданған және жеткілікті ақпарттандырылған түрде болу керектігі.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс