Мәліметтер қорын басқару жүйесі бойынша дәрістер


Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 131 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






ҚЫСҚАША ДӘРІСТЕР КОНСПЕКТІСІ
№1 дәріс.
Тақырыбы: Мәліметтер қоры туралы түсінік. Мәліметтер қоры концепциясы.
Дәріс мақсаты: Мәліметтер қоры туралы жалпы түсінік алу. Мәліметтер қорын
қолданудың артықшылықтарын анықтау.
Кілттік сөздер: мәліметтер қоры, мәліметтер қоры жүйесі, сущность,
байланыс, атрибут, жазба, өріс, кесте.
Жоспары:
1.1. Мәліметтер қоры туралы негізгі түсінік
1.2. Мән, байланыстар және атрибуттар
1.3. МҚ-ын қолданудың артықшылықтары
1.1. Мәліметтер қоры туралы негізгі түсінік
Мәліметтер қоры - бұл алдымен кестелер жиынтығы, мәліметтер
қорына процедуралар және басқа объектілер қатары кіреді.
Мәліметтер қоры - қоғамның қандай да бір саласындағы немесе оның
бөліміндегі нақты объектілер туралы мәліметтер жиынтығы.
Мәліметтер қоры - қарастырылатын заттың объектілері жағдайлары мен
арақатынасын көрсететін атауы бар мәліметтер жиынтығы.
Мәліметтер қоры жүйесі(database system) - белгілі бі пәндік сала туралы
арнайы ұйымдастырылған ақпаратты сақтауға арналған компьютерлік жүйе.
Жүйе қолданушыларының көптеген әрекеттерді орындауға мүмкіндігі
бар. Мысалы:
Мәліметтер қорына жаңа бос файлдарды қосу;
Бар файлдарға жаңа мәліметтерді қосу;
Мәліметтерді іздеу;
Мәліметтерді өзгерту;
Мәліметтерді жою
Мәліметтер қорында бар файлдарды жою.
Ескерту. МҚ-ында файлдар кесте, жолдар жазба(record), бағандар
өріс(field) болып анықталады. Кесте және мәліметтермен орындалатын амалдар
арнайы SQL операторлары арқылы орындалады.
Кестені қандай да бір объектілер жиынның атрибуттары бар екі өлшемді
кесте ретінде елестетуге болады. Кестенің аты идентификатор болады, ол
арқылы оған сілтеме жүреді. Кестенің бағандары сол немесе басқа
объектілердің характеристикаларына, яғни өрістерге сәйкес келеді. Әрбір өріс
сақталған мәліметтердің аты мен типі арқылы сипатталады. Өрістің аты -
идентификатор. ол әртүрлі программалардағы мәліметтерді манипуляциялау
үшін қолданылады. Өрістің аты латын әрпімен жазылады. Өрістің типі
мәліметтер өрісінде сақталғандардың типтерін сипаттайды. Ол жол, сан, үлкен
текстер, кескіндер т.с.с. болуы мүмкін.
Әрбір кестенің жолы берілген кестеде сипатталған объектілердің біреуіне
сәйкес келеді, оны жазба деп атайды және оның құрамына берілген объектіні
сипаттайтын барлық өрістердің мәні кіреді. Мәліметтер қорын құрған кезде
29
информациялардың қарама - қайшылықсыз болуын қамтамасыз ету маңызды.
Әдетте бұл әрбір жазбаның қайталанбауын қамтамасыз ететін кілттік өрісті
енгізумен іске асады. Кілттік өріс бір немесе бірнеше өріс болуы мүмкін.
Өрістердің мәнін қолданушы өзі енгізеді және ол мәліметтер қорында
сақталады. Бұл өрістерден басқа кейбір жүйелерде есептелінетін өрістерді
енгізуге болады. Мұндай өрістердің мәнін қолданушы енгізбейді, ол автоматты
түрде басқа жазба өрістерінің мәні негізінде есептелінеді. Кестемен жұмыс
кезінде қолданушы немесе программа курсормен жазбалардың бойымен
жылжитын секілді. Әрбір уақыт мезгілінде ағымдағы жазба бар және онымен
жұмыс жасалады.
Мәліметтер қоры жүйесі сызбасы 1-суретте көрсетілген. Онда жүйенің
негізгі төрт компоненті көрсетілген: мәліметтер, аппараттық қамсыздандыру,
бағдарламалық қамсыздандыру және қолданушылар.
Ма лім е ттер коры
Колда нуш ы лар
Багдарлам а лык
ка м сыздан ды ру
1-сурет. Мәліметтер қоры жүйесінің сызбасы
Мәліметтер. Көбіне МҚ-ндағы мәліметтер тұрақтылар деп аталады.
Тұрақты ретінде аралық нәтижелер, сұраныстар нәтижесі, кіріс жіне шығыс
параметрлері, және т.б. алуға болады.
Мәліметтер қоры жүйесі бірқолданушылық(бір уақытта бір ғана
қолданушы қолдана алатын) және көпқолданушылық(бір уақытта бірнеше
қолданушы қолдана алатын) бола алады.
Аппараттық қамсыздандыру. Аппараттық қамсыздандыруға
төмендегілерді жатқызуға болады:
Ақпаратты сақтауға арналған жинақтағыштар, контроллер
құрылғылар;
Бағдарламалық қамсыздандырумен жұмыс жасауда
қолданылатын компьютер жадысы және процессор (немесе
процессорлар).
Бағдарламалық қамсыздандыру. Қолданушылар жүйесі мен мәліметтерді
физикалық сақтауға арналған жүйенің өзара әрекетін қамтамасыз ететін
мәліметтер қоры диспетчері(database manager) немесе мәліметтер қорын
басқару жүйесі(database manager system - DBMS). МҚБЖ-нің негізгі қызметі -
30
МҚ қолданушысына аппараттық қамсыздандыру деңгейіне кіріспей-ақ
мәліметтер қорымен жұмыс жасауға мұмкіндік береді. МҚБЖ-нен басқа
бағдарламалық қамсыздандыру құрамына басқа да компоненттер кіреді.
Мысалы: утилиттер, қосымшаны құру құралдары, жобалау құралдары, есеп
беру генераторлары.
Қолданушылар. Қолданушыларды төрт топқа бөлуге болады:
МҚ администраторлары;
Мәліметтер қорын жобалаушылар;
МҚ-ын қолданатын қолданбалы бағдарламаларға жауап
беретін қолданбалы программисттер;
Жұмыс станциялары немесе терминалдар арқылы мәліметтер
қорымен жұмыс жасайтын қолданушылар;
1.2. Мән, байланыстар және атрибуттар
Өндірістік фирма жұмысын есепке алатын мысал қарастырайық, яғни
жоба, деталь, деталды жеткізушілер, деталды сақтаушы қойма, жобамен жұмыс
жасайтын қызметкерлер туралы ақпараты есепке алу мәліметтер қорын.
Жоба, деталдар, жеткізушілер, қызметкерлер ақпаратты сақтауға
арналған негізгі объектілер болып табылады.
Негізгі объектілерден басқа олардың арасында қатынас болады. 2-суретте
төртбұрыш арқылы объектілер, қатынастар түзу сызық және ромб арқылы
көрсетілген.
Мән - бөлек объект типі(мысалы, адам, деталь).
Атрибут - объекттің кейбір сипаттамаларын беретін қасиет(мысалы,
фамилия, салмақ).
Байланыс - бірнеше мәнді біріктіреді.
МҚ құрылымын Мән - байланыс диаграммасының көмегімен анықтау
SJ
Жеткізушілер
Suppliers
Жобалар
Projects
Деталдар
Parts
Коймалар
Warehouses
Кызметкерлер
Employees
SP PJ
WP
PP
EJ
SPJ
2-сурет. Мән - байланыс сызбасының(диаграммасының) мысалы
Мысалы, SP қатынасы жеткізушілер мен деталдар арасындағы қатынасты
анықтайды: әрбір деталды белгілі бір жеткізуші арқылы әкелінеді, немесе
керісінше әрбір жеткізуші белгілі бір деталды жеткізеді.Сол сияқты, деталдар
31
жобаларда (PJ қатынасы) қолданылады, қоймада(WP қатынасы) сақталады және
т.б. Бұл қатынастар екі жақты екенін есте сақтаған жөн, яғни екі бағытта да
қарастыруға болады. Мысалы, SP қатынасының көмегімен төмендегілерді
орындауға болады:
Берілген жеткізуші үшін өзі әкелетін деталдарды табу;
Берілген детал үшін оны әкелген жеткізушіні табу.
1.3. МҚ-ын қолданудың артықшылықтары
Қағаз түрінде сақталатын ақпаратқа қарағанда МҚ-ын қолданудың
негізгі артықшылықтары:
Жинақтылығы;
Жылдамдығы және өте аз күш жұмсау;
Ақпараттың дәлдігі;
Мәліметтер қорын орталықтан басқару(негізгісі).
Мәліметтер қорын құратын және оларға сұранысты өндеу жүйесі -
мәліметтер қорын басқару жүйесі(МҚБЖ) деп аталады.
Бақылау сұрақтары:
1. Мәліметтер қоры дегеніміз не?
2. Мәліметтер қоры жүйесі дегеніміз не?
3. Кесте, жазба және өріс қалай анықталады?
4. Мән, байланыс және атрибуттардың қызметі не?
5. Мәліметтер қорын қолданудың негізгі артықшылықтары?
Әдебиеттер
[3], [4], [7], [10].
№2 дәріс.
Тақырыбы: Мәліметтер қорын басқару жүйесі және оның негізгі
компоненттері. Қазіргі МҚБЖ.
Дәріс мақсаты: Мәліметтер қорын басқару жүйесінің құрылымын және негізгі
қызметтерін анықтау.
Кілттік сөздер: мәліметтер қорын басқару жүйесі, сұраныс, деретер, тілдік
құрылғылар
Жоспары:
2.1. Мәліметтер қорын басқару жүйесі
2.2. Қазіргі МҚБЖ-нің негізгі қызметтері
2.1. Мәліметтер қорын басқару жүйесі
Мәліметтер қорын басқару жүйесі - көптеген қолданушылар мен
мәліметтер қорын қолдану және берілгендерді енгізу үшін негізделген тілдік
жабдықтар мен программалар кешені.
МҚБЖ мәліметтер қорын қолдануды басқаратын бағдарламалық жабдық
болып табылады. Бұл келесі түрде жүзеге асырылады:
32
1. Қолданушы арнайы деректер тілін қолдана отырып МҚ-ына сұраныс
жібереді(мысалы, SQL).
2. МҚБЖ сұранысты қабылдайды және талдайды.
3. МҚБЖ осы қолданушы үшін сыртқы сызбаны қарастырады.
4. МҚБЖ сақталынған деректер қорында қажетті әрекетті орындайды.
Комплекстік мәліметтер қорын бірнеше әдістермен құруға болады:
1. Программалаудың алгоритмдік тілдері - Бейсик, Паскаль.
2. Программалаудың ортасы көмегімен - Visual Basic, Delphi.
3. Мәліметтер қорын басқару жүйесі деп аталатын арнайы программалық
жабдық көмегімен - Access, FoxPro.
Дербес МҚБЖ бір компьютерде орындалатын жеке мәліметтер қорын
құруды қамтамасыз етеді. Жеке МҚБЖ Paradox, Dbase, FoxPro, Access. Жалпы
МҚБЖ Клиент - Сервер архитектурасымен жұмыс істейтін ақпараттық
жүйелерді жүйелерді құруды қамтамасыз етеді. Мысалы Oracle, Microsoft SQL
SERVER, INTERBASE.
МҚБЖ - ның тілдік құрылғыларының құрамына мыналар жатады:
1. Мәліметтерді сипаттау тілі - мәліметтердің логикалық құрылымын
сипаттауға арналған.
2. Мәліметтерді игеру тілі - мәліметтерді енгізу, таңдау, модификациялау
операцияларын орындайды.
3. SQL - құрылымды программалау сұраулар тілі, мәліметтер құрылымын
басқаруға, игеруге және қашықтықтағы мәліметтер қорына енуге арналған
стандартты құрылғы.
4. Үлгі бойынша сұранымдар тілі QBE (Query By Example) мәліметтер
қорында визуальды сұрауларды құруға арналған.
2.2. Қазіргі МҚБЖ негізгі қызметтері
Қазіргі МҚБЖ-нің атқаратын негізгі қызметтері:
1. Мәліметтерді сақтау, алу және жаңарту;
2. Ақырғы қолданушыларға жүйелік каталогты жеткізу(аты, өрістердің типі
және өлшемі, имя, байланыс атаулары, шектеулер және т.б.);
3. Мәліметтердің бүтіндігін және қарама-қайшы келмеуін басқару;
Бүтіндік терминімен, әдетте мәліметтер қоры әр бөлігінде сақталған
мәліметтердің бір-біріне қарсы келмеуі түсіндіріледі. Мысалы: мектепке
түсу мерзімі оны бітіру мерзімінен кеш болуы мүмкін емес.
4. Мәліметтердің тәуелсіздігін қолдау;
5. Транзакцияны қолдау (қолданушының мәліметтер қорын қолдануға және
өзгертуге арналған әрекеттер жиыны);
6. МҚ-ын қалпына келтіру;
7. МҚ-ын қолдануды басқару;
8. Мәлімет алмасуды қолдау(коммуникациялық бағдарламалық
жабдықтардың интеграциясы);
9. Қосымша қызметтер(экспорттау - импорттау утилиттері...).
Кез-келген қорда өзіндік мәліметтермен қатар оның құрылуы туралы
ақапарат (яғни оны көбіне құрылымы деп атайды) болады. Қарапайым
жағдайда құрылым ақпарат типін және ол үшін жадының талап етілетін
көлемін көрсетеді. Құрылым жайлы мағлұматтар мәліметтер қорын басқару
жүйесіне ішкі тасымалдаушылардағы мәліметтердің талап етілетін орнын оңай
есептеуге мүмкіндік береді.
Бақылау сұрақтары:
1. Мәліметтер қорын басқару жүйесі дегеніміз не?
2. МҚБЖ-ін құруда қандай бағдарламалау орталары қолданылады?
3. МҚБЖ-нің тілдік құрылғыларының құрамы қандай?
4. МҚБЖ-нің негізгі қызметтері?
Әдебиеттер:
[3], [4], [7], [10].
№3 дәріс.
Тақырыбы: Мәліметтердің моделі. Иерархиялық, желілілік, реляциялық,
постреляциялық, көпөлшемді, объектілі-бағытталған мәлімет модельдері.
Дәріс мақсаты: Мәліметтердің типтері және модельдерімен танысу.
Кілттік сөздер: Тип, модель, иерархиялық модель, иерархиялық модель
желілік модель, реляциялық модель, постреляциялық модель, көп өлшемді
модель, объектілі бағдарланған модель.
Жоспары:
3.1. Мәліметтердің типтері және моделдері
3.2. Иерархиялық модель
3.3. Желілік модель
3.4. Реляциялық модель
3.5. Постреляциялық модель
3.6. Көп өлшемді модель
3.7. Объектілі бағдарланған модель
3.1. Мәліметтердің типтері және моделдері
Қорда сақталған мәліметтер анықталған логикалық құрылымда болады,
басқаша айтқанда мәліметтер қорын басқару жүйелерін (МҚБЖ) қолдайтын
кейбір мәліметтердің берілуінің моделі (мәліметтердің моделі) сипатталады.
Классикалық түрге келесі мәліметтер моделі жатады:
:: иерархиялық,
:: желілік,
:: реляциялық.
Мұнымен қатар, соңғы жылдары келесі мәліметтер модельдері пайда
болды және практикаға белсенді түрде ене бастады:
:: постреляциялық,
:: көпөлшемді,
:: объектіге-бағытталған.
34
Басқа мәліметтер моделіне негізделген, белгілі моделдерді кеңейтетін
барлық мүмкін болатын жүйелер жасалынуда. Бұлардың қатарына объектілі-
реляциялық, дедуктивт - объектілі-бағытталған, семантикалық, концептуальдық
және бағытталған моделдерді жатқызуға болады. Бұл модельдердің кейбірі
мәліметтер қорын, білім қорын және программалау тілдерін интеграциялау
үшін қызмет етеді.
Кейбір МҚБЖ бір уақытта бірнеше моделдерді қолдай алады. Мысалы,
ИНТЕРБАЗА жүйесінде қосымшалар үшін мәліметтерді манипуляциялауға
желілік тіл қолданылады, ал пайдаланушы интерфейсінде SQL және QBE
тілдері қолданылады.
3.2. Иерархиялық модель
Иерархиялық модельде мәліметтер арасындағы байланысты реттелген
граф (немесе тармақ) көмегімен сипаттауға болады. Иерархиялық моделде
мәліметтердің арасындағы байланыс төмендегі суретте көрсетілген.
3-сурет. Иерархиялық моделдегі байланыс
Қандай да бір программалау тілінде иерархиялық МҚ-ның құрылымын
сипаттауға мәліметттердің тармақ типі қолданылады.
Мәліметтердің тармақ типі ПЛ1 және Си программалау тілдеріндегі
құрылым-ға, және Паскаль тіліндегі жазу-ға ұқсас. Тармақ типі құрама
болып табылады.
Тармақ типі өзіне ішкі типтерді (ішкі тармақты) қамтиды, оладың
өздері де өз кезегінде тармақ типті болып табылады. Әрбір тармақ типтері
түбірлік типтен және реттелген бағыныңқы (бос болуы да мүмкін) типтерден
тұрады. Тармақ типіне кіретін элементарлық типтердің әрқайсысы
қарапайым немесе құрама жазу типі болып табылады. Қарапайым жазу типі
бір ғана типтен, ал құрама жазу типі қандай да бір типтердің жиынтығынан
тұруы мүмкін. Тармақ типінің мысалы 4-суретте көрсетілген.
4-сурет. Тармақ типінің мысалы
Бөлім
Нөмір Өлшемі Жалақы
Бастығы
Б_Нөмір Б_Аты Телефон
Қызметкер
Қ_Нөмір Қ_аты Қ_Жалақ
35
Түбірлік тип дегеіміз ішкі типтері бар және өзі ішкі тип болып
табылмайтын тип. Бағыныңқы тип (ішкі тип) аталық рольді атқаратын типке
қатысты ұрпақ болып табылады. Бір типтің ұрпақтары бір-біріне қатысты
егіздер болып есептеледі. Жалпы алғанда, тармақ типі иерархиялық
ұйымдастырылған жазу типін береді.
Иерархиялық мәліметтер қоры жазу типті экземплярдан тұратын
тармақ типті мәліметтердің экземплярының реттелген жиыны болып
табылады. Типтердің арасындағы туыстық қатынас жазулардың арасындағы
қатынасқа ауысады. Жазулар өрісі мәліметтер қорының негізгі мазмұнын
құрайтын сандық немесе символдық мәндерді сақтайды. Иерархиялық
мәліметтер қорындағы барлық элементтерді тексеру әдетте жоғарыдан төмен
немесе солдан оңға қарай жүргізіледі.
Иерархиялық мәліметтер қорында келтірілген терминологиядан басқа да
терминология қолданылуы мүмкін. Мысалы, IMS жүйесінде жазу ұғымын
сегмент, МҚ-ның жазуы ұғымын тармақ типінің бір экземплярына
қатысты барлық жазулар жиынтығын түсінеміз.
Компьютер жадында иерархиялық мәліметтердің физикалық орналасуын
ұйымдастыру үшін төмендегідей әдістер тобы қолданылады:
:: жадының тізбектеле үлестірілуі бойынша сызықтық тізіммен берілуі
(адрестік арифметика, сол тізімдік құрылым),
:: байланысқан сызықтық тізіммен берілуі (көрсеткіштер мен
анықтамалықтарды пайдаланатын әдіс).
Иерархиялық ұйымдастырылған мәліметтерді манипуляциялаудың негізгі
операциялары:
:: МҚ-ның көрсетілген экземплярын іздеу;
:: бір тармақтан басқа тармаққа көшу;
:: тармақ ішінде бір жазудан басқа жазуға ауысу;
:: көрсетілген орынға жаңа жазуды қою;
:: ағымдағы жазуды өшіру және т.б.
Алдыңғы суретте келтірілген қордағы мәліметтерге мысал ретінде келесі
суретте көрсетіледі.
5-сурет. Иерархиялық қордағы мәліметтер
Бөлім
10 17 35700
Бастығы
103 Асанов
в
756511
Қызметкер
201 Муканов А. 35000
202 Даулетова А. 41000
203 Оспанов С. 38000
36
Тармақ типін анықтау сәйкестілігінен ұрпақ пен аталық арасында
автоматты түрде тұтастылық байланысын бақылау орындалатынын
тұжырымдауға болады. Тұтастылықты бақылаудың негізгі ережесі
төмендегідей тұжырымдалады: ұрпақ аталықсыз болуы мүмкін емес, ал кейбір
аталықтың ұрпағы болмауы мүмкін. Тұтастылық байланысын сүйемелдеу
механизмі әртүрлі тармақтағы жазулардың арасында болмайды.
Мәліметтердің иерархиялық моделінің жетістігіне компьютер жадының
тиімді пайдаланылуы мен мәліметтермен жасалатын негізгі операциялардың
орындалу уақытының көрсеткіштері жатады.
Мәліметтердің иерархиялық моделі иерархиялық реттелген
ақпараттармен жұмыс істеуге ыңғайлы болады.
Күрделі логикалық байланыстармен ақпаратты өңдеудің қиындығы
иерархиялық модельдің кемшілігі болып табылады.
Мәліметтердің иерархиялық моделіне МҚБЖ-ң салыстырмалы түрде
шектеулі ғана саны негізделген, олардың ішінен шетелдік IMS, PCFocus, Team-
Up және Data Edge және Ресейлік Ока, МИРИС және ИНЭС жатқызуға болады.
3.3. Желілік модель
Мәліметтердің желілік моделінде элементтерінің әртүрлі өзара
байланысын еркін бұтақ түрінде бейнелеуге болады, сонымен бірге
мәліметтердің иерархиялық моделін жалпылайды. Желілік МҚ-ң
тұжырымдамасы алғаш рет толық КОДАСИЛ тобының ұсыныстарында
баяндалған.
6-сурет. Желілік моделдегі байланыстар.
Желілік мәліметтер қорының схемасын сипаттау үшін типтердің екі тобы
қолданылады: жазу және байланыс. Байланыс типі келесі екі жазу типі
үшін анықталады: ұрпақ және аталық. Байланыс типі айнымалысы байланыс
экземпрляры болып табылады. Желілік мәліметтер қоры жазулар жиынтығынан
және жиындардың сәйкес байланыстарынан тұрады. Байланысты қалыптастыру
үшін ерекше шектеулер қажет емес. Егер иерархиялық құрылымда жазу-
ұрпақтың тек бір ғана жазу-аталығы болса, мәліметтердің желілік моделінде
жазу-ұрпақтың жазу-аталықтар саны еркін алынады (өгей аталық). Қарапайм
желілік мәліметтер қорының схемасы 7-суретте көрсетілген.
Бөлімде жұмыс істейді
Бөлім бастығы бар 7-сурет. Желілік МҚ мысалының схемасы
Бөлім Қызметкер Бастық
Қызметкерлерден тұрады
37
Желілік типті қордағы мәліметтердің физикалық орналасуы, иерархиялық
МҚ-дағыдай әдіспен ұйымдастырылуы мүмкін.
Желілік типті МҚ-н манипуляциялаудың негізгі операциялары:
:: МҚ-да іздеу;
:: аталықтан бірінші ұрпаққа көшу;
:: ұрпақтан аталыққа көшу;
:: жаңа жазу құру;
:: ағымдағы жазуды өшіру;
:: ағымдағы жазуды жаңарту;
:: жазуларды байланысқа қосу;
:: жазуларды байланыстан шығару;
:: байланыстарды өзгерту және т.б.
Мәліметтердің желілік моделінің жетістігі - жадының пайдалану
көрсеткішінің тиімді жүзеге асырылуы мен жеделдігінде болып табылады.
Иерархиялық модельмен салыстырғанда желілік модельдің еркін байланыстар
құруда мүмкіндіктері көп.
Мәліметтердің желілік моделінің кемшілігі МҚ схемасының аса жоғары
күрделілігі мен қатаңдығы, сондай-ақ, МҚ-дағы ақпаратты өңдеуді әдеттегі
пайдаланушының түсініп, орындауындағы қиындықта болып табылады.
Мұнымен қатар, желілік мәліметтер моделінде байланыстың тұтастылығын
бақылаудың әлсіздігінде және жазулардың арасындағы еркін байланыстарды
орнату мүмкіндігінің шығуы.
Практикада желілік модель негізіндегі жүйелер кеңінен таралмаған.
Танымал желілік МҚБЖ-не: IMDS, DB_VISTA III, СЕТОР, КОМПАС жатады.
3.4. Реляциялық модель
Мәліметтердің реляциялық моделін Эдгар Кодд ұсынған, ол қатынас
ұғымына негізделеді. Қатынас кортеж деп аталатын жиын элементтерін
білдіреді. Қатынастың көрнекі түрде бейнеленуі екі өлшемді кесте болып
табылады. Кестенің жолдары (жазбалары) мен бағандары (өрістері) болады.
Кестенің әрбір жолының құрылымдары бірдей және олар өрістерден тұрады.
Кестенің жолдарына кортеждер, ал бағандарына қатынас атрибуттары
сәйкес келеді.
Бір кестенің көмегімен мәліметтердің арасындағы қарпайым байланысты
сипаттауға болады, атап айтқанда, бір объектінің бөлінуі (құбылыс,
маңыздылық, жүйелер және т.б.) кестеде сақталатын ақпараттың ішкі
объектілер жиынына бөлінуі, олардың әрқайсысына кестенің жолдары немесе
жазуы сәйкес келеді. Бұдан әрбір ішкі объектінің өріс жазуларының мәндеріне
сәйкес сипатталатын бірдей құрылымы немесе қасиеттері бар. Мысалы, кесте
топтағы студенттер туралы мәліметтерден құрылады, яғни олардың
арқайсысына мынадай сипаттамалар тән: фамилиясы, аты, әкесінің аты,
жынысы, жасы, білімі. Бір ғана кестенің шеңберінде пән саласы бойынша
мәліметтердің өте күрделі логикалық құрылымын сипаттау мүмкін емес,
мұндай жағдайда кестелерді байланыстыру қолданылады.
38
Сыртқы тасымалдаушыларда реляциялық қорда мәліметтерді физикалық
орналастыру әдеттегі файлдардың көмегімен жүзеге асырылады.
Мәліметтердің реляциялық моделінің жетістігі - оның
қарапайымдылығы мен түсініктілігінде және оның компьютерде физикалық
жүзеге асырылуының қолайлығында. Осындай типті мәліметтерді өңдеу
тиімділігінің проблемасы техникалық тұрғыдан толық шешілген.
Реляциялық модельдердің кемшіліктері төмендегідей: жеке жазуларды
идентификациялаудың стандартты құралдарының жоқтығы мен иерархиялық
және желілік байланыстарды сипаттаудың күрделілігі.
Дербес компьютерлерге арналған шетелдік реляциялық МҚБЖ-нің
мысалдарына, dBase III Plus және dBase IV (Ashton-Tate фирмасының), FoxPro
және FoxBase (Fox Software фирмасының), Paradox және dBASE for Windows
(Borland), Visaul FoxPro және Access (Microsoft), Clarion (Clarion Software),
Oracle (Oracle) және т.б. жатады.
Реляциялық МҚБЖ-дың соңғы версиялары объектіге-бағытталған
жүйелердің кейбір қасиеттерінен тұрады. Мұндай МҚБЖ-н объектілі-
реляциялық деп атайды. Бұл жүйелерге мысал ретінде Oracle 8.х өнімін
жатқызуға болады. Алдыңғы версиялары, яғни Oracle 7.х-ге дейінгі версиялары
таза реляциялық МҚБЖ-не жатады.
3.5. Постреляциялық модель
Классикалық реляциялық модель кестенің өрісіндегі жазуда сақталған
мәліметтердің бөлінбеушілігін ұсынады. Бұл кестедегі ақпараттың алғашқы
қалыпты формадағы ұсынылатындығын көрсетеді. Шектеулерде
қосымшалардың тиімді жүзеге асырылуына кедергі жасайтын жағдайлар
кездеседі.
Постреляциялық модель кесте жазуында сақталатын мәліметтердің
бөлінбейтіндігі тәрізді шектеуді болдырмайтын кеңейтілген реляциялық модель
болып табылады. Мәліметтердің постреляциялық моделі көп мәнді өрістерді -
мәндері ішкі мәндерден тұратын өрістерді ұсынады. Көп мәнді өрістердің
мәндерінің жиынтығы негізгі кестеге орнатылған өзіндік кесте болып
табылады. Бірдей мәліметтерді салыстырмалы түрде реляциялық (а) және
постреляциялық модельмен (ә) сипаттайтын мысал келтірейік. 1-кесте құжат
нөмірі мен алушылардың номері туралы мәліметтерден тұрады. 2-кесте құжат
нөмірінен, тауар атынан және тауар мөлшері туралы мәліметтерден тұрады. Екі
кесте бір-бірімен құжат нөмірі өрістері бойынша байланысқан.
а)
1-кесте
Құжат нөмері Сатып алушы нөмері
0373 8723
8374 8232
7364 8732
39
2-кесте
Құжат нөмері Тауарлар Саны (мөлшері)
0373 Дәптер 5
0373 Кітап 2
8374 компьютер 1
8374 Принтер 3
8374 Модем 2
7364 Компьютер
үстелі
1
ә)
3-кесте
Құжат нөмері Сатып алушы нөмері тауарлар Саны (мөлшері)
0373 8723 Дәптер 5
кітап 2
8374 8232 компьютер 1
принтер 3
модем 2
7364 8723 Компьютер үстелі 1
Кестелерде келтірілгеніндей реляциялық модельмен салыстырғанда
постреляциялық модельде мәліметтердің сақталуы тиімділеу, сондай-ақ, өңдеу
барысында екі кестедегі мәліметтерді біріктіру операциясын орындау талап
етілмейді. Өрістердің қабаттасуымен қатар, постреляциялық модель
ассоцияцияланған көп мәнді өрістерді қамтиды. Бұдан жолдағы ассоциацияның
бір бағанындағы бірінші мән оссоциацияның басқа барлық бағандарындағы
бірінші мәнге сәйкес келеді. Дәл осылайша басқа бағандардың екінші мәндері
де дәл осылай байланысады.
Кестедегі жазулардың өрісінің мөлшері мен өрістің ұзындығына
тұрақтылық талабы қойылмайды. Бұл кестедегі мәліметтердің құрылымының
өте икемді болатынын білдіреді.
Өйткені постреляциялық модель бойынша кестеде нормальданбаған
мәндерді сақтауда да мәліметтердің қарама-қайшылықсыздығы мен тұтастығын
қамтамасыз ету проблемасы пайда болды. Бұл проблема МҚБЖ-сі
механизмдерінде ұқсас сақталатын процедураларды клиент сервер жүйелеріне
қосу арқылы шешіледі.
Бақылау функциясын сипаттау үшін өріс мәндерінде процедура құру
(конверсия коды мен корреляция коды) мүмкіндігі бар, ол мәліметтерге
оралғаннан кейін немесе оралғанға дейін автоматты түрде шақырылады.
Корреляция коды мәліметті оқығаннан кейін, өңдеу алдында орындалады. Ал
конверсия коды керісінше, мәліметтерді өңдегеннен кейін орындалады.
Постреляциялық модельдің жетістігі байланысқан реляциялық кестелер
жиынтығын бір ғана постреляциялық кестемен беруде болып табылады. Бұл
40
ақпаратты беруде аса үлкен көрнекілікті қамтамасыз етеді. Сонымен қатар,
мәліметтерді өңдеу тиімділігін арттырады.
Постреляциялық модельдің кемшілігі - сақталынған мәліметтердің
қарама-қайшылықсыздығы мен тұтастығын қамтамасыз ету проблемасын
шешудің күрделігінде болып табылады.
Мәліметтердің постреляциялық моделіне uniVers, Bubba және Dasdb
МҚБЖ-рі жатады.
3.6. Көп өлшемді модель
Қордағы мәліметтерді берудің көп өлшемді тәсілі реляциялық модельмен
бірге пайда болды, бірақ осы уақытқа дейін нақты жұмыс істейтін көп өлшемді
МҚБЖ өте аз болды. 90-шы жылдардың ортасынан бастап, бұл модельге
қызығушылық жаппай етек алды. Бұған реляциялық тәсілдің негізін
салушылардың бірі Э.Коддтың 1993 жылы жазған программалық мақаласы
түрткі болды. Онда OLAP (Online Analitical Processing-жедел аналитикалық
өңдеу) класындағы қойылатын 12 негізгі талап тұжырымдалған. Олардың
ішіндегі ең маңыздысы көп өлшемді мәліметтерді өңдеу мен концептуальды
беру мүмкіндіктерімен байланысты. Көп өлшемді жүйелер шешім қабылдау
мен талдау жүргізуге арналған ақпараттарды жедел өңдеуге мүмкіндік береді.
Ақпараттық жүйелер тұжырымдамасының дамуында төмендегідей екі
бағытты бөліп көрсетуге болады:
:: жедел (транзакциялық) өңдеу жүйесі;
:: аналитикалық өңдеу жүйесі (шешім қабылдауды сүйемелдеу жүйесі).
Реляциялық МҚБЖ ақпараты жедел өңдейтін ақпараттық жүйелерге
арналды және осы салада барынша тиімді болды. Ал аналитикалық өңдеу
жүйелерінде айтарлықтай қолайлылық танытпады, ал көп өлшемді МҚБЖ әлде
қайда тиімді болды.
Көп өлшемді МҚБЖ ақпаратты интерактивті аналитикалық өңдеуге
арналған МҚБЖ болып табылады. Енді көп өлшемді МҚБЖ-де пайдаланатын
негізгі ұғымдарға тоқталайық: мәліметтердің болжанатындығы, тарихилығы
және агрегаттылығы.
Мәліметтердің агрегаттылығы-ақпаратты жалпылаудың әртүрлі
деңгейінде қарастыруды көрсетеді. Ақпараттық жүйелерде пайдаланушы үшін
ақпаратты берудің даралылығы оның деңгейіне тәуелді болады: талдаушы,
пайдаланушы-оператор, басқарушы, жетекші.
Мәліметтердің тарихилығы мәліметтердің және олардың өзара
байланысының жоғары деңгейдегі тұрақтылығын, сондай-ақ, уақытқа
байланыстылығының міндетті болуын қамтамасыз етеді.
Мәліметтердің тұрақтылығы оларды өңдеу барысында шақыру, сақта,
индекстеу және таңдаудың арнайы әдістерін пайдалануға мүмкіндік береді.
Мәліметтердің уақытқа байланыстылығы таңдау құрамында уақыт пен
ай-күннің мәндері болатын сұрауларды жиі орындау үшін қажет. Мәліметтерді
өңдеу және беру процесінде мәліметтерді уақыт бойынша реттеу қажеттілігі
пайдаланушыға сақтау механизмі мен ақпаратқа кіру мүмкіндігіне қойылатын
41
талапты жүктейді. Уақытты азайту үшін сұрауларды өңдеу дұрыс болып
табылады, мәліметтер жиі сұралатын деңгейде сұрыпталып тұруы қажет.
Мәліметтердің болжанатындығы болжау функциясын беруге болатынын
және оның әртүрлі уақыт аралығында қолданылатындығын білдіреді.
Мәліметтердің көп өлшемді моделі цифрлық мәліметтерді
көрнекілендірудің көп өлшемдігін емес, мәліметтерді манипуляциялау
операцияларында және сипаттауда ақпарат құрылымын көп өлшемді логикалық
беруде болып табылады.
Реляциялық модельмен салыстырғанда мәліметтерді көп өлшемді етіп
ұйымдастыру жоғары көрнекілік пен хабардарлылықты қамтамасыз етеді. Оны
2.7-кестедегі автомобильдің сатылу көлемі жөніндегі мысалда реляциялық (а)
және көпөлшемді (ә) тәсілмен берілулерін көруге болады.
а)
Моделі Ай Көлемі
Жигули июнь 12
Жигули июль 24
Жигули август 5
Москвич июнь 2
Москвич июль 18
Волга июль 19
ә)
Моделі Июнь Июль Август
Жигули 12 24 5
Москвич 2 18 No
Волга No 19 No
8-сурет. Мәліметтердің реляциялық және көпөлшемді берілулері.
Мәліметтердің көп өлшемді моделінің негізгі ұғымдарын қарастырайық,
оған өлшем мен ұяшық жатады.
Өлшем - бұл гиперкубтың бір бүйір қырын құрайтын бір типті
мәліметтер жиынтығы. Жиі пайдаланылатын уақыт өлшемдерінің мысалына
Күндер, Айлар, Тоқсандар, және Жылдар жатады. Географиялық өлшем ретінде
Қалалар, Аймақтар, және Елдер алынады. Мәліметтердің көп өлшемді
моделінде гиперкубтың ұяшықтарындағы нақты мәндерді идентификациялауда
өлшеу индекстер ролін атқарады.
Ұяшық немесе көрсеткіш - бұл мәндері тіркелген өлшеулер
жиынтығымен бір мәнді анықталатын өріс. Өрістің типі көпшілік жағдайда
сандық болып анықталады. Кейбір ұяшықтың мәндерінің қалай
қалыптасатынына тәуелді, ол әдетте айнымалы болуы (мәндері өзгеріп, сыртқы
мәліметтер көзінен шақырылуы немесе программалық жолмен қалыптасуы)
немесе формула арқылы (алдын ала берілген формула бойынша электрондық
кестедегі тәрізді есептелуі) мүмкін.
42
Қазіргі көп өлшемді МҚБЖ-де мәліметтерді ұйымдастырудың екі негізгі
схемасы пайдалынады: гиперкубтық және поликубтық.
Поликубтық үлгіде МҚ-да әртүрлі бірнеше гиперкуб анықталуы мүмкін
және оның әрбір қырындағы өлшемдері әртүрлі болып келеді. Поликубтық
үлгідегі МҚ-н сүйемелдейтін жүйенің мысалына Oracle Express Server жатады.
Гиперкубтық үлгіде барлық көрсеткіштер белгілі бір өлшеулер
жиынтығымен анықталады. Бұл МҚ-дағы болатын бірнеше гиперкубтардың
өлшемдері бірдей болатынын көрсетеді. Кейбір жағдайларда, егер ұяшықтарды
міндетті түрде толтыру талап етілсе. Онда МҚ-дағы ақпарат шамадан тыс
артық болуы мүмкін.
Мәліметтердің көп өлшемді моделінде қолданылатын бірқатар арнайы
операциялар бар: кесу, айналдыру, агрегациялау және детализациялау.
Кесу (Slice) бір немесе бірнеше өлшеуді тіркеу нәтижесінде алынған
гиперкубтар жиынтығы. Кесу пайдаланушының қолданатын мәндерін шектеу
үшін орындалады, өйткені гиперкубтың барлық мәндері практикада ешқашан
бір мезгілде пайдаланылмайды. Мысалы, гиперкубтағы автомобиль моделін
өлшеу мәндерін шектесе (жигули маркалы), онда автомобильдің осы
маркасын жыл бойы әртүрлі менеджерлердің сатуын бейнелейтін екі өлшемді
кесте алынады.
Айналдыру (Rotate) екі өлшемді мәліметтерді беру үшін қолданылады.
Оның негізгі мәні мәліметтерді көрнекі етіп көрсету жағдайында өлшеу ретін
өзгерту болып табылады. Мысалы, 2.7-суреттегі ә-кестеде екі өлшемді кестенің
айналуы көрсетілген. Мұнда өзгеріс Х осінің бойында автомобиль маркалары,
ал У осінің бойында уақыт орналасатындай болып өзгереді.
Айналдыру операциясын көп өлшемді жағдай үшін де жалпылауға
болады, ол үшін өлшеуді шығару ретінің өзгерісі процедурасы ретінде
қарастырамыз.
Агрегациялау (Drill Up) және детализациялау (Drill Down)
операциялары гиперкубтағы ақпаратты пайдаланушыға жалпылап беруге
немесе талдап беруге көшуді көрсетеді.
Агрегациялау операциясының мағынасын бейнелеп көрсетуді
төмендегідей гиперкуб мысалымен түсіндіруге болады. Гиперкубта келтірілген
өлшеулермен қатар, тағы да мынадай өлшеулер бар: бөлімше, аймақ, фирма,
мемлекет. Бұл жағдайларда өлшеулердің арасында иерархиялық қатынас бары
байқалады (төменнен жоғары қарай): бөлімше, аймақ, фирма, мемлекет.
Берілген гиперкубтың сипатталуында менеджер Дәулетовтің 1995 жылы
Жигули және Волга автомобилін сатқаны анықталған болсын. Иерархия
бойынша бір деңгейге жоғары көтеріле отырып, агрегация операциясының
көмегімен Даулетов істейтін бөлімше деңгейдегі осы модельдердің сатылу
қатынасының қалай көрінетінін анықтауға болады.
43
9-сурет. Үшөлшемді модельдің мысалы.
Өлшемі: уақыты (жылмен) - 1994, 1995, 1996; менеджерлер - Даулетов,
Сарсенов, Айбеков; модель- Волга, Жигули, Нива; көрсеткіші:
сату мөлшері.
Мәліметтердің көп өлшемді моделінің негізгі жетістігі - уақытқа
тәуелді үлкен көлемді мәліметтерді аналитикалық өңдеу тиімділігі мен
қолайлығында болып табылады. Ұқсас мәліметтерді реляциялық модель
негізінде өңдеуді ұйымдастыруда МҚ-дағы өлшемділікке тәуелді күрделі
операциялардың сызықтық емес өсуі байқалды және индекстеуге оперативті
жадының айтарлықтай көлемде жұмсалатыны көрінеді.
Мәліметтердің көп өлшемді моделінің кемшілігі - қарпайым есептегі
ақпаратты жедел өңдеудің айтарлықтай күрделігінде. Мұндай жүйелердің
мысалына Essbase (Arbor Software), Media Multi-matrix (Speedware), Oracle
Express Server (Oracle) және Cache (InterSystems) жатады. Кейбір
программалық өнімдер, мысалы Media MR (Speedware) бір уақытта көп
өлшемді және реляциялық МҚ - н жұмыс істеуге болады. Мәліметтердің ішкі
моделі көпөлшемді модель болып табылатын Cache МҚБЖ-де мәліметтерге
енудің үш тәсілі бар: тікелей (көпөлшемді массив түйіндері деңгейінде),
объектілі және реляциялық.
3.7. Объектілі бағдарланған модель
Объектілі бағдарланған мәліметтер моделінде мәліметтер қорының жеке
жазуларын идентификациялауға мүмкіндік бар. МҚ-ның жазулары мен оны
өңдеу функцияларының арасында объектілі бағдарланған программалау
тілдерінің командаларының көмегімен өзара байланыс тағайындалады.
Стандартты объектілі бағдарланған модель ODMG -93 стандартында
сипатталған (Object Database Management Group - бағдарланған мәліметтер
қорын басқару тобы). ODMG -93 стандартын толық көлемде меңгеру әлі
асырылған жоқ. Негізгі идеясын баяндау үшін объектілі бағдарланған МҚ
моделінің жеңілдетілген түрін қарастырайық.
Объектілі бағдарланған МҚ-ның құрылымын торабтары объект болып
табылатын графикалық тармақ түрінде қарастыруға болады. Объектінің
қасиеттері қандай да бір стандартты типпен (мысалы string-жолдық) немесе
1996
9 4 9
4 9 7
7 7 4
Даулетов
Сарсенов
Айбеков
1994
1995
Волга
Жигули Нива
Сату мөлшері
44
пайдаланушының құрған типімен (мысалы, class) сипатталады. String типінің
мәні символдар жолы болып табылады. Class типінің мәні сәйкес кластың
экземпляры болып табылатын объект болады.
Әрбір объект - класс экземпляры объектінің ұрпағы болып есептеледі, ол
қасиет ретінде анықталған. Класс экземплярының объектісі өзінің класына
жатады және бір ғана ата-анасы болады. МҚ-дағы туыстық қатынастар
объектілердің байланыс иерархиясын құрады (2.9-сурет).
10-сурет. Кітапхана жұмысындағы МҚ-ның логикалық құрылымы.
Мұнда кітапхана типті объект абонент, каталог және жіберу объект
экземпляр кластарына ата-аналық болып табылады. Кітап типті әртүрлі
объектілердің бір немесе бірнеше ата-анасы болуы мүмкін. Бір ата-анасы бар
КІТАП типті объектілер ең болмағанда инвентарлық номері бойынша
ажыратылуы тиіс, бірақ ISBN, УДК, АТЫ, және АВТОР қасиеттерінің мәні
бірдей болуы мүмкін.
Объектілі бағдарланған МҚ-ның логикалық құрылымы иерархиялық МҚ-
ның құрылымына ұқсас. Олардың арасындағы негізгі айырмашылық
мәліметтерді манипуляциялау әдісінде болуы мүмкін.
Қарастырылып отырған МҚ-да мәліметтермен орындалатын
операцияларда инкапсуляция, мұрагерлік (наследование) және полиморфизм
тәрізді объектілі бағдарланған механизмдерге күшейтілген логикалық
операциялар қолданылады. Кей жағдайда SQL операцияларына ұқсас
операциялар қолданылуы мүмкін (мысалы, МҚ-н құру).
МҚ-н құру және түрлендіру мәліметтерді жылдам іздеуге арналған
ақпараттан тұратын индекстерді автоматты түрде құрып, одан кейін
түзейтіндей болуы тиіс (индексті кестелер).
Объектілі бағдарланған МҚ моделіне қатысты инкапсуляция, мұрагерлік
және полиморфизм ұғымдарын қарастырайық.
Инкапсуляция - объектінің өзі анықталған аралықтағы қасиеттердің аты
көрінетін облыспен шектеледі. Егер каталог типті объектіге кітап авторының
телефонын қосатын болсақ (телефон деген атауы бар болса), онда біз абонент
КІТАПХАНА
Қасиеті типі мәні
Аудан string Аксай
Абонент class
Каталог class
Беру class
Билет abs
Нөмер abs
АБОНЕНТ
билет string 00015
Аты string Нуржанов
Адрес string Абай, 5
Телефон string 657891
КІТАП
Нөмер string 02515
Сөре string 7
Басылым string 1
БЕРУ
билет string 025
нөмер string 2163
дата string 01.06.05
КАТАЛОГ
isbn string 3 257 005658
удк string 69879
Аты string Базы данных
автор string Дейт
КНИГА class
45
және каталог объектілерінің бір атаулы қасиеттерін аламыз. Мұндай қасиеттің
мәні инкапсуляцияланған объектілермен анықталады.
Мұрагерлік - бұл керісінше, объектінің барлық ұрпақтарындағы
қасиеттердің көріну облысын кеңейтеді. Мысалы, каталог типті объектінің
ұрпағы болып табылатын кітап типті барлық объектіге ата-аналық объект
қасиетін беруге болады: ISBN, УДК, АТЫ, және АВТОР. Егер тікелей ата-ана
болып табылмайтын объектілерде мұрагерлік жасау механизмін кеңейту қажет
болса (мысалы, бір ата-ананың ұрпақтарының арасында), онда олардың ортақ
атасында abs типті абстрактілі қасиет анықталады. Кітапхана объектісіндегі
билет және номер абстрактілі қасиеттерін анықтау барлық абонент, кітап және
жіберу ішкі объектілерінен осы қасиетті шығаруға әкеледі.
Полиморфизм - объектілі бағдарланған программалау тілдерінде қандай
да бір программалық кодтың әртүрлі типті мәліметтерімен жұмыс істеу
қабілетін көрсетеді. Объектілі программаның орындалуы кезінде сол әдіс
аргументтің типіне тәуелді әртүрлі объектілерде қолданылады. Біздің жағдайда,
объектілі бағдарланған МҚ-на қатысты, полиморфизм кітап класындағы
объектілердің қаиеттерінің жиынтығы әртүрлі болуы мүмкін. Кітап класындағы
объектілермен жұмыс істейтін программаның полиморфты коды болуы мүмкін.
Объектілі бағдарланған МҚ-дағы іздеу дегеніміз - пайдаланушының
сұраған объектісі мен МҚ-да сақталған объектінің арасындағы ұқсастықты
анықтау болып табылады. Объект-мақсат деп аталатын пайдаланушының
анықтайтын объектісі, жалпы жағдайда, МҚ-да сақталған барлық объектілер
иерархиясының ішкі жиыны түрінде берілуі мүмкін. Объект-мақсат, сондай-ақ,
сұраныстың орындалу нәтижесі қорда сақталуы мүмкін. Кітапханада кем
дегенде бір кітап алған абоненттің аты мен оқырман билетінің номері жөніндегі
сұраудың мысалын былай көрсетуге болады (2.7-сурет).
Реляциялық мәліметтер қорының моделімен салыстырғанда
мәліметтердің объектілі бағдарланған моделінің жетістігі объектілердің күрделі
өзара байланысы туралы ақпаратты бейнелеу мүмкіндігі болып табылады.
Мәліметтердің объектілі бағдарланған моделі мәліметтер қорындағы жеке
жазуларды ерекшелеп, оларды өңдеу қызметін анықтау болып табылады.
11-сурет. Бүтін объектілі МҚ фрагменті
Мәліметтер қоры
Кітапхана class
Кітапхана clas
кітапхана
билет string
нөмер string
дата string
кітапхана
қасиеті типі мәні
аудан string Мамыр
абонент class
каталог class
беру class
билет abs
нөмер abs
46
Объектілі бағдарланған модельдің кемшілігі ұғымдарының аса жоғары
күрделілігі, мәліметерді өңдеудің қолайсыздығы және сұрауды орындаудың
күрделілігінде болып отыр.
90-жылдары объектілі бағдарланған мәліметтер қорын басқару
жүйелерінің эксперименттік прототипі пайда болды. Қазіргі уақытта мұндай
жүйелер кеңінен таралуда, оған мынадай МҚБЖ-і жатады: POET (POET
Software), Jasmine (Computer Associates), Versant (Versant Technologies), Iris,
Orion, Postgres.
Бақылау сұрақтары:
1. Мәліметтердің типтері және моделі дегеніміз не?
2. Иерархиялық моделдің құрылым қалай анықталады?
3. Желілік модел дің құрылым қалай анықталады?
4. Реляциялық моделдің құрылым қалай анықталады?
5. Постреляциялық модел дің құрылым қалай анықталады?
6. Көп өлшемді модел дің құрылым қалай анықталады?
7. Объектілі бағдарланған модел дің құрылым қалай анықталады?
Әдебиеттер:
[3], [4], [7].
№4 дәріс.
Тақырыбы: Реляциялық мәліметтер қорының негізгі концепциялары.
Қатынастар. Реляциялық алгебра.
Дәріс мақсаты: Мәліметтер қорының реляциялық моделі туралы толық түсінік
беру. Реляциялық мәліметтер қорында қолданылатын негізгі терминдерді
анықтау.
Кілттік сөздер: реляциялық модель, инфологиялық модель, концептуальды
модель, қатынас, кесте, кортеж, атрибут, алғашқы кілт, домен, сыртқы кілт,
реляциялық алгебра, проекция, декарттық көбейтінді.
Жоспар:
1. Мәліметтер қорының реляциялық моделі
2. Қатынастар. Реляциялық мәліметтер қорындағы негізгі терминдер
3. Реляциялық алгебра
4.1. Мәліметтер қорының реляциялық моделі
Мәліметтер моделі дегеніміз - бұл мәліметтердің құрылымын,
мәліметтердің рұқсат етілген жүзеге асыруларын мәліметтерге қолданылатын
рұқсат етілген амалдарын анықтайтын ережелер.
Инфологиялық модель пәндік саланы мазмұндық деңгейде сипаттайды.
Оны жасау кезіндегі бірінші кезеңде пәндік пәндік салаға, шығарылатын
есептерге, пәндік салада жүретін оқиғалар мен процестерді бейнелейтін
құжаттар мен пайдаланушылар сұраныстарына талдау жүргізіледі. Бұл
талдаудың нәтижесі пәндік сала объектілерінің тізбегі, олардың қасиеттері мен
атрибуттарының тізімі, объектілер арасындағы байланыстарды анықтау және
пәндік саланың құрылымын диаграмма түрінде сипаттау болып табылады.
47
Атрибуттардың әрқайсысы үшін пәндік саланың қасиеттерімен анықталатын
олардың мүмкін мәндеріне қойылатын шектеулер көрсетіледі. Мұндай
шектеулер мәліметтердің тұтастығына қойылатын шектеулер деп аталады.
Инфологиялыұ модель жеке пайдаланушылардың талаптарын біртұтас
жалпыланған кейіптеуге біріктіреді. Сондықтан ЭЕМ жадында мәліметтерді
кейіптеу ерекшеліктерін ескермей жасалынады.
Концептуальды модель пәндік саланың объектілері мен байланыстарын
формальды деңгейде сипаттайды. Оны жасау екінші кезеңде жүргізіледі және
бірінші кезеңде алынған инфологиялық модельге сүйенеді. Жсау процесі
кезінде мәліметтер моделінің түрі таңдалады және оның элементтері
анықталады. Әрбір МҚБЖ модельдердің тек біреуін ғана қолдап жүргізеді.
Мәліметтер моделін таңдау мен МҚБЖ таңдау өзара тығыз байланысты.
Мәліметтердің ішкі немесе физикалық моделі тікелей машиналық
мәліметтерді орналастыру әдісін анықтайды, мәліметтерді бөліп таратуды, кіру
мүмкіндігі әдістері мен индекстеу тәсілдерін ескереді. Қазіргі заманғы
қолданбалы бағдарламалық құралдарда бұл ұйымдастыру деңгейі
пайдаланушының араласуынсыз автоматты түрде қамтамасыз етіледі.
Пайдаланушы ереже бойынша қолданбалы бағдарламалар мен әмбебап
бағдарламалық құралдарда МҚБЖ мәліметтерді ұйымдастыруға бағытталған
кейіптеулерін қолданады.Сонымен қатар, жобалаудың негізгі міндеті пәндік
саланың инфологиялық моделін және мәліметтер қорының концептуалдық
моделін құрудан тұрады.
Реляциялық мәліметтер қоры МҚ-да сақталатын барлық ақпараттардан
тұратын қатынастар жиынтығы болады.
4.2. Қатынастар. Реляциялық мәліметтер қорындағы негізгі терминдер
Қатынастар деп объектілер арасындағы немесе олардың қасиеттері
арасындағы кез келген өз ара байланысты айтады. Объектілер арасындағы, бір
объектінің қасиеттері арасындағы және әр түрлі объектілер қасиеттерінің
арасындағы өз ара байланыстар болып бөлінеді.
Қатынастар өзінің атымен және осы қатынастар байланысқан
элементтермен, атрибуттар тізімімен беріледі:
қатынас аты(атрибуттар тізімі)
Қатынас аты қатынас элементтері арасындағы байланыстардың маңызын
түсіндіретіндей болып таңдалады.
Объектілердің немесе байланыстардың кейбір қасиеттерін сипаттау үшін
атрибуттар деп аталатын мәліметтердің қарапайым бөлінбейтін элементтері
қолданылады.
Атрибуттар атымен, типімен, мәнімен және басқа қасиеттерімен
сипатталады.
Атрибут аты - бұл мәліметтерді өңдеу процесіндегі атрибуттың шартты
белгіленуі. Ол бір қатынаста және сол қатынастың өзінде уникальды болуы
қажет.
Атрибуттың мәні - объектілер мен байланыстардың кейбір қасиеттерін
сипаттайтын шама.
48
Атрибуттар қатынастардағы мәліметтерді біріктіретін, мәндер класына
сәйкес келеді. Қатынастар атрибуттарының аттарының тізімі және олардың
сипаттамалары қатынас схемасы деп аталады.
Атрибуттар сипаттамалары қатынастың әрбір аргументі үшін мәндерді
енгізу облысымен беріледі.
Нақты кортеждің бір мәнді идентификациясы үшін қолданылатын
атрибут немесе атрибуттар жиыны қатынастың алғашқы кілті немесе жай кілт
деп аталады.
* Мәліметтердің реляциялық моделі қазіргі уақытта кең таралымға ие
болды және барлық қазіргі МҚБЖ мәліметтердің осындай түрде берілуіне
бағытталған.
Реляциялық модельді өз мәліметтерінде қамтитын (кесте түрінді)
мәліметтерді қарастырудың ерекше әдісі және олармен жұмыс және әрекет
жасау тәсілдері (байланыстар түрінде) ретінде бейнелеуге болады. Реляциялық
модель үш концептуалдық элементтің болуын жорамалдайды: құрылым,
тұтастық және мәліметтерді өңдеу, айта кететін жағдай, басқа көптеген
реляциялық емес модельдерде осы элементтерден тұрды. Бұл элементтерде
кейінгі түсіндірулер үшін қажет болатын арнайы ұғымдар бар, оларды қысқаша
түсіндіріп өтейік.
Кесте мәліметтердің тікелей сақтаушысы ретінде қарастырылады.
Реляциялық жүйелерде кестені қалыптасқан дәстүр бойынша қатынас деп
атайды. Кестенің жолын кортеж десе, бағанын артибут деп атайды. Оған қоса
артибуттардың бірегей атаулары (қатынас шеңберінде) бар. Кестедегі котежднр
саны кардинальды сан деп аталса, атрибуттар саны-дәреже деп аталады.
Қатынас үшін бірегей идентификатор қолданылады, яғни мәндері бір уақытта
бірдей болмайтын бір немесе бірнеше атрибуттар, мұндай идентификаторды
алғашқы кілт деп атайды. Домен дегеніміз осы немесе басқа атрибут үшін
мүмкін біртекті мәндердің жиынтығы болып табылады. Сонымен, домен
ретінде аталынған мәліметтер жиынтығын қарастыруға болады, бұл
жиынтықтың құрамдас бөліктері логикалық бөлінбейтін бірліктер (домен
ретінде, мысалы, мекеменің қызметкерлерінің фамилияларының тізімі бола
алады, алайда кестеде барлық фамилиялар болмауы да мүмкін) болып
табылады.
Қатынас екі бөліктен - тақырыбы (аты) және мазмұнды бөліктен тұрады.
Тақырыбы атрибуттардың шектеулі жиынтығын, ал мазмұнды бөлік (қатынас
денесі) атрибут атының жұптары мен оның мәндерінің жиынтығын қамтиды.
Мысалы келесі суретте тақырыбында келтірілген KOD, NAME және SUMM,
атрибуттар болып табылады, ал SUMM-25000 немесе KOD-5216 қатынас
денесінің элементтері болып табылады.
49
KOD NAME SUMM
5216 Асанов Н.Д. 25000
5217 Даулетов М.М. 17000
12-сурет. Реляциялық МҚ ұғымдарын түсіндіру кестесі
Реляциялық мәліметтер қорының (МҚ) басқа модельдерден ерекшелігі -
пайдаланушы қалай істеу керектігін емес, оған қандай мәліметтердің қажет
екендігін көрсетеді. Осы себепті реляциялық жүйелердегі МҚ бойынша орын
ауыстыру және навигация процестері автоматты түрде болады, бұл міндетті
МҚБЖ-да оптимизатор атқарады. Сонымен оптимизатор мәліметтердің қандай
кестеден таңдалып алынатынын, мұндай кестелерде ақпараттардың
қаншалықты көп екендігін, жазбалардың кестеде физикалық реті қандай
екендігін және олардың қалай топтасқандарын және т.б. анықтай білуі қажет.
Сонымен қатар, реляциялық МҚБЖ каталог қызметінде атқарады.
Каталогта МҚ құралған барлық объектілердің - кестелер, индекстер, триггер
және т.б. сипаттамалары сақталады. Бұл бүкіл жүйенің дұрыс жұмыс істеуіне
өте қажет, себебі оптимизатор өз жұмысында каталогта сақталынатын
ақпаратты пайдаланады. Каталогтың өзі де кестелер жиынтығы болып
табылады, сондықтан МҚБЖ ерекше әдістер мен тәсілдерге сүйенбей-ақ,
дәстүрлі құралдарды пайдалана алады.
3. Реляциялық алгебра
Реляциялық __________алгебра-бір немесе бірнеше қатынастар негізінде берілген
қатынастарды өзгертпей басқа қатынасты құруға мүмкіндік беретін амалдардың
теориялық тілі
Амал нәтижесі іштестірілген өрнекті құруға мүмкіндік беретін басқа амал
үшін операнда ретінде қолданыла алады(реляциялық алгебраның тұйықтығы).
Реляциялық алгебра барлық корртеждар бір команда арқылы өңделетін
тіл болып табылады.
Амалдар жиынын анықтаудың бірнеше варианттары бар. Негізгі бес
амалы:
Таңдау;
Проекциялау;
Декарттық көбейтінді;
Біріктіру.
Осы амалдар негізінде төмендегідей басқа амалдарды алуға болады:
Айырма;
қатынас
Кортеждер
Атрибуттар
Алғашқы кілт
50
Қосу;
Қиылысу;
Бөлу.
Таңдау және проекциялау - унарлы, қалғандары - бинарлы амалдар.
13-суретте осы амалдардың нәтижелерінің сызбасы көрсетілген.
R S R S
a 1 A 1
b 2 A 2
3 A 3
B 1
B 2
B 3
Таңдау Проекциялау Декарттық көбейтінді
T U TU TBU TCU
A B B C A B C A B A B C
A 1 1 X a 1 x a 1 A 1 x
B 2 1 Y a 1 y A 1 y
3 Z B 2
Нақты қосу Жартылай
қосу
Сол жағынан
ашық қосу
R S R S R S R S
A B B A
a 1 1 a
a 2 2 b
Қалғаны b 1
b 2
c 1
13-сурет. Операторлар әрекетінің сызба түрінде бейнеленуі
Таңдау
предикат(R) - Таңдау амалы берілген шартты(предикатты)
қанағаттандыратын R қатынасының кортеждарынан тұратын қатынасты
анықтайды.
Предикатта (And), (Or), ~ (Not) логикалық амал белгілері қолданыла
алады.
Мысал. Оклады 300-ден жоғары болатын қызметкерлер тізімін алу.
ZP300(Staff)
KodS Lname Fname Pol DR Dol ZP KO
51
S21 Иванов Иван М 01.02.70 Руководитель 500 B5
S14 Сидоров Стеман М 06.05.68 Менеджер 400 B3
S41 Петров Игорь М 02.02.68 Менеджер 450 B5
Проекциялау
Патр1,...,атрn(R) - Проекциялау амалы атрибуттары атр1, ...атрn болатын
және тек унарлы кортеждан құралған қатынасты анықтайды (нәтижеден
қайталанатын мәндер алынып тасталынады).
Мысал. Бөлім бар болатын барлық қалалар тізімін алу.
ПCity(Branch)
Нәтиже:
City
Тюмень
Нижневартовск
Ишим
Надым
Декарттық көбейтінді
R S - Декарттық көбейтінді амалы әрбір R қатынасындағы кортежға бір
S қатынасындағы кортежді конкатенацияның(яғни жалғастыру) нәтижесі
арқылы анықталатын жаңа қатынасты анықтайды.
Егер R қатынасы I кортеж бен M атрибуттан құралса, ал S - J кортеж бен
N атрибуттан құралса, онда __________R S қатынасы I J кортеж бен M+N атрибуттан
атрибуттан құралады. Егер кіріс қатынастардағы атрибуттар бірдей атпен
аталса, онда қорытынды қатынаста қатынас аты префикс есебінде тіркеліп
жазылады(мысалы, Branch.City).
Мысал. Жылжымайтын мұлік обектілерін қарап шыққан арендаторлар
тізімін алу
(ПKodR,Name(Renter)) (ПKodR,KodP,Comment(Viewing))
Нәтижесі:
KodR Name Viewing.KodR KodP Comment
R76 Саблев Иван R56 P14 Мала
R76 Саблев Иван R76 P04 Далеко
R76 Саблев Иван R56 P04
R76 Саблев Иван R62 P14 Дорого
R76 Саблев Иван R56 P36
R56 Рубин Степан R56 P14 Мала
R56 Рубин Степан R76 P04 Далеко
R56 Рубин Степан R56 P04
R56 Рубин Степан R62 P14 Дорого
R56 Рубин Степан R56 P36
R74 Кротова Ирина R56 P14 Мала
Және т.б.
52
Бұл түрдегі қатынаста көп артық ақпараттар бар. Мысалы, бірінші
кортежда KodR және Viewing.KodR өрістерінің мәндері әртүрлі. Ізделініп
отырған қатынасты алу үшін KodR = Viewing.KodR предикатымен таңдау
амалын қолдануымыз керек:
KodR = Viewing.KodR((ПKodR,Name(Renter)) (ПKodR,KodP,Comment(Viewing)))
Бұл амалдардың нәтижесі:
KodR Name V.KodR KodP Comment
R76 Саблев Иван R76 P04 Далеко
R56 Рубин Степан R56 P14 Мала
R56 Рубин Степан R56 P04
R56 Рубин Степан R56 P36
R62 Зимина Елена R62 P14 Дорого
Біріктіру
R S - Біріктіру амалы әрбір R және S қатынасының кортеждары
қайталанатын мәндері алынып тасталып кірістірілген жаңа қатынасты
анықтайды. Мұнда R және S қатынасы біріктіруде үйлесімді болуы - сәйкес
домендерінде бірдей атрибуттар болуы тиіс.
Мысал. Агенттіктің бөлімдері немесе жылжымайтын мүлік объектілері бар
қалалар тізімін алу..
ПCity(Branch) ПCity(Prorerty_Rent)
Нәтижесі:
City
Тюмень
Нижневартовск
Ишим
Надым
Сургут
Айырма
R-S -Айырма амалы S қатынасында жоқ R қатынасындағы кортеждар
кірістірілген жаңа қатынасты анықтайды. Мұнда R және S қатынастары
үйлесімді болуы керек.
Мысал. Агенттіктің жылжымайтын мүліктері орналасқан, бірақ бөлімдері
жоқ қалалар тізімін алу.
ПCity(Prorerty_Rent) - ПCity(Branch)
Нәтижесі:
City
Сургут
Қосу амалы
Егер қолданушыға берілген шартты қанағаттандыратын декарттық
көбейтіндінің белгілі бір бөлігі ғана керек болса, негізгі амалдардың бірі қосу
амалы ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
MICROSOFT ACCESS БАҒДАРЛАМАСЫНДА ЖҰМЫС ЖАСАУ
Сұйықтық қозғалысының ламинарлық режимі
Қашықтан оқыту жүйесі
Студенттердің сабаққа қатысу және үлгерімін есепке алу ақпараттық жүйесін жобалау
Педагогикалық технологияға педагогикалық үдерісті ұйымдастырудың әдістемлік құралы
Turbo Pascal тіліндегі мәліметтердің күрделі типтері
Визуалды бағдарламалау ортасының электронды оқулық бағдарламасын құру технологиясы
Қазақстан музейлерінің қалыптасу және даму тарихы
Қашықтан оқу технологиясы
Web-технология бойынша электронды оқу кұралын құрастыру
Пәндер