Деректер базасының архитектурасы

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

Сырттай оқу факультеті
Ақпараттық жүйелер және бағдарламалық қамтамасыз ету кафедрасы

5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету мамандығының 3 курс студенттеріне арналған

ДИПЛОМ АЛДЫ ПРАКТИКА
БАҒДАРЛАМАСЫ

Жоспары

Кіріспе

Деректер қоры жүйелерінің архитектурасы

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Менің тақырыбым: " Деректер қоры жүйелерінің архитектурасы ".
Тақырыпты іздеу кезінде ақпараттың өте үлкен көлемін өңдеу және іздеуге арналған мәліметтер қорын жобалау деп аталатын арнайы программалармен таныстым. Қазіргі кезде дербес компьютерлерге арналған реляциялық типті ДҚБЖ - нің бірнеше түрі: Ақпараттық жүйе өз алдына басқару функциясын орындау үшін әр алуан денгейдегі жұмыстарды ақпаратпен жабдықтаған объект туралы ақпаратты жинау, тасымалдау, қайта өңдеу бойынша қатынас жүйесін білдіреді.
Деректер қоры деп- компьютер жадында сақтайтын, арнайы түрде ұйымдасқан, өзара байланысқан мәліметтер жиынтығын айтамыз.
Ақпараттық жүйелердің мысалына: банктік жүйелер, кәсіпорындарда, автаматты түрде басқару жүйелері, авияция немесе темір жол билеттерін, мейрамхана номерлерін алдын ала белгілеу және тағы басқа жатады.
Пайдалану облысы бойынша келесі класстарды бөліп айтуға болады:

1)Ғылыми зерттеуге арналған;

2)Автоматталған жобаларға арналған;

3)Ұйымдастырушы басқарудағы ақпараттық жүйелер;

4)Техналогиялық процессорды баспаға арналған.

Деректер қорын басқару жүйесін көптеген қолданушылар деректер қорын құру, енгізу, бірлесіп пайдалану және програмалау құралдардың жиынтығын айтады.Деректер қоры дегеніміз - мәліметтерді сақтауға арналған ұйымдасқан құрылым. Бұл деректер қорының құрылымына ақпаратпен қатар, оларды ұйымдастыруға, қолдануға арналған тәсілдер мен әдістер кіреді.
Деректер қоры деректер қорын басқару жүйесімен (ДҚБЖ) тығыз байланысты. Бұл программалық құрылымдар кешені жаңа қордың құрылымын құруға, оны деректермен толтыруға, мазмұнын редактрлеуге және ақпаратты визуалдандыруға арналған. Қор ақпараттарын визуалдау дегеніміз берілген критерий бойынша экранға шығаратын мәліметтерді таңдап, оларды белгілі бір ретке келтіріп, безендіріп артынан баспаға немесе байланыс каналдарына беруді айтамыз. Әлемде деректер қорын басқаратын көптеген жүйелер бар.

Деректер қоры жүйелерінің архитектурасы.

Жақсы тәсіл іздеудің белсенді әрекеті және ақпарат көлемінің күрт өсуі, 60 жылдардың басында Деректер қорын басқару жүйелері (ДҚБЖ) деп аталатын арнайы программа комплексін құруға әкеліп соқты. ДҚБЖ жалпы ерекшелігі - оның деректердің өзін енгізу және сақтау ғана емес, сонымен бірге оның құрлымын сипаттайтын процедурасы бар. ДҚБЖ басқаруында болатын және онда сақталынатын деректер жазбасымен қамсыздандырылған файлдарды, деректер банккі деп атады, содан соң "Деректер қоры" (ДҚ). Мысалы, тікұшақтың қозғалу кестесін (сурет 1) және аэропорт жұмысына байланысты басқа да деректерді сақтау керек (ДҚ "Аэропорт"). Ол үшін "русифицирленген" бір ДҚБЖ қолданып келесі кесте жазбасын дайындаймыз:
КЕСТЕ ҚҰРУ Қозғалыс кестесі
(Рейс нөмірі Бүтін
Апта_күндері Мәтін (8)
Шығу_пункті Мәтін(24)
Ұшу_уақыты Уақыт
Бару_пункті Мәтін (24)
Келу_уақыты Уақыт
Тікұшақ_типі Мәтін (8)
Билет_құны Валюта);
Және осыны ДҚ "Аэропорт" деректерімен бірген енгіземіз.
ДҚБЖ сұраныс тілі деректермен программадағы және терминалдағы сияқты қатысуға мүмкіндік береді (сурет 1). Сұранысты қалыптастырып
ТАҢДАУ Рейс_нөмірі, Апта_күндері, Ұшу_уақыты
Қозғалыс кестесі КЕСТЕСІНЕН
ҚАЙДА Шығу_пункті = 'Москва'
ЖӘНЕ Бару_пункті = 'Киев'
ЖӘНЕ Ұшу_уақыты 17;
Кешкі уақытқа "Москва-Киев" кестесін аламыз, сұраныс бойынша
САНЫН ТАҢДАУ (Рейс_нөмірі)
Қозғалыс кестесі КЕСТЕСІНЕН
ҚАЙДА Шығу_пункті = 'Москва'
ЖӘНЕ Бару_пункті = 'Минск'
"Москва-Минск" рейстер санын аламыз.
Бұл сұраныстар кестені кеңейткен кезде актуальдығын жоғалтпайды:
КЕСТЕГЕ ҚОСУ Қозғалыс кестесі
Ұшу_ұзақтығы Бүтін;
Бұл пошталық адрестерді өңдеу программасында пошталық индексті өңдеу кезінде болған.
Бірақ, бәріне де төлеу керек: ДҚБЖ арқылы қосымшалар үшін арнайы құрылған файлдағы тікелей деректермен алмасуға қарағанда деректермен алмасуға көп уақыт керек.
Деректер қорының архитектурасының деңгейлері.
ДҚБЖ кез келген пайдаланушымен деректерге қатынау мүмкіндігін беру қажет, олардың білгісі келмейді:
деректер жадысында орналасуы және оның сипаттамасы жөнінде;
сұраныс деректерін іздеу механизмі жөнінде;
көп пайдаланушылармен (қолдаңбалы программа) бір деректі бір уақытта сұраныс жасау кезінде пайда болған мәселелер жөнінде;
рұқсат етілмеген қатынау және (немесе) нақты емес жаңартудан деректерді қорғауды қамтамасыз ету тәсілдері жөнінде;
деректер қорын актуальды күйде ұстау және ДҚБЖ басқа функциялары жөнінде.

Деректер базасы. Деректер базасының архитектурасы
1. Деректер базасы.
2. Архитектурасының түрлері.
Деректерді интеграциялау концепциясына негізделген қазіргі ақпараттық жүйелер үлкен көлемді және құрылымы жағынан күрделі болып келеді. Олар көптеген пайдаланушылардың әртүрлі деңгейдегі талаптарын қанағаттандыруы тиіс. Кеңінен түсіндірер болсақ, деректер базасы дегеніміз - шынайы өмірдегі белгілі бір сала бойынша бар объектілер жайлы мағұлматтар жиынтығы. Шынайы өмірдің бір бөлігін пәндік аймақ деп айтуға болады. Бұл бөлік басқарудағы ұйымдастыру мәселелерін зерттеу үшін және соңында оның жұмыстарын автоматтандыру үшін қажет. Мысалы, кәсіпорын, жоғарғы оқу орындары және т.б. Деректер базасын құрғанда пайдаланушы әртүрлі белгілері бойынша реттеп, одан көптеген басқа да белгілердің жинақталуы бойынша таңдау жүргізе алады. Мұндай жұмысты деректер құрылымы тәртіптелген жағдайда ғана жүргізуге болады.
Қажетті деректер базасын жылдам жасауға рұқсат ететін әртүрлі программалар жиыны бар: Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox, dBase, InterBase, Oracle. Олардың ішінде Paradox пен dBase-да деректер базасы папкалар сияқты, ал әрбір кесте жеке файл сияқты анықталады, ал Access, InterBase және SQL-серверлерінің көпшілігі деректер базасынан тұратын бір үлкен файлды қолданады.
Деректер базасы - белгілі бір пәндік аумаққа жататын құрылымдық түрі бар деректердің атауы бар жинақ.
Деректер базасы үшін ақпаратты өңдеу және рұқсат алу тәсілдері бойынша, сонымен қатар деректер базасының орналасқан орны бойынша қосымшалар архитектурасы бірнеше түрлерге бөлінеді.
Жергілікті архитектура - программа және деректер базасы бір компьютерде орналасқан.
Файл-серверлік архитектура - деректер базасы сервер деп аталатын желідегі негізгі (орталық) болып бөлінген компьютерде орналасады. Ал клиенттік программалар орнатылған дербес компьютерлер оған жергілікті желі бойынша қосылған. Бұл архитектура бірнеше пайдаланушыларға бір деректер базасымен бір уақытта жұмыс істеу мүмкіндігін береді.
Клиент-серверлік архитектура - деректер базасы серверде сақталады және мұнда пайдаланушылар сұраныстарын өңдейтін деректер базасын басқару жүйесі (ДББЖ) жұмыс істейді. Бұл архитектурада пайдаланушылар деректер базасымен қойылған тапсырмаларды орындайтын және алынған нәтижені қайтаратын ДББЖ арқылы жұмыс істейді. Табылған деректер клиентке желі бойынша серверден клиентке қарай жіберіледі. Клиент - сервер архитектурасының ерекшелігі SQL - құрылымдық сұраныстар тілін пайдалану болып табылады. Бұл архитектура бірнеше пайдаланушыларға бір уақытта бір деректер базасымен жұмыс істеуге рұқсат етеді.
Таратылған архитектура - деректер базасы бірнеше серверлерде сақталады және олардың әрбіреуінде ДББЖ көшірмелері болады. Сонымен деректер базасы және клиенттік қосымшаларға ұқсас архитектурада қосымшалар серверлері және компоненттер қолданылады. Қосымшалар серверлері пайдаланушылар сұраныстарын өңдеуге және желідегі компьютерлер арасындағы жүктемені біркелкі бөлуге рұқсат етеді. Компоненттер - бұл бөлінген серверде күрделі есептеулерді орындау үшін қолданылатын программалар.
Интернет-архитектура - деректер базасы және ДББЖ бір компьютерде орналасады, ал оларға рұқсат алу желілік протокол стандарты бойынша броузерлер арқылы жүзеге асады.
Файл-сервер және Клиент сервер архитектураларының сұлбасы төменде көрсетілген.
Деректер базасы
База көшірмесі
ДБ-мен жұмыс үшін қосымша
ДБ ядросы
Желілік сервер
Қолданушы компьютері
Деректер базасы
Деректер базасының сервері
ДБ (Клиент)-мен жұмыс үшін қосымша
ДБ ядросы
Қашықтатылған сервер
Қолданушы компьютері
Деректер базасы
База көшірмесі
ДБ-мен жұмыс үшін қосымша
ДБ ядросы
Желілік сервер
Қолданушы компьютері
Деректер базасы
Деректер базасының сервері
ДБ (Клиент)-мен жұмыс үшін қосымша
ДБ ядросы
Қашықтатылған сервер
Қолданушы компьютері

1-сурет. Файл-сервер 2-сурет. Клиент-сервер
архитектурасы архитектурасы
Иерархиялық деректерді моделдеу
Желілік деректерді моделдеу
Реляциялық деректерді моделдеу

70-80 жылдардың соңында деректер базасын басқару жүйесінің дамуы негізінде деректерді ұсынудың әртүрлі модельдері пайда болды. Әрбір модельдің өзінің ерекшеліктері мен жетіспеушіліктері болды.
Деректер моделі деп берілген талаптарға сәйкес мәліметтерді интерпретациялауды жүзеге асыратын құралдарды айтамыз. Сонымен қатар, мәліметтер моделі мәліметтердің мағлұматтық мазмұнын көру мүмкіндігін беретін абстрактілі ұғым болып табылады.
Мәліметтер моделі екі класқа бөлінеді:
Мықты типтендірілген моделі, мұнда барлық мәліметтер қандай да бір категорияға қатысты болады.
Әлсіз типтендірілген моделі, категорияға қатысты ешқандай болжамдармен байланысты емес.
Деректер моделі деректердің құрылымдарының жиынтығының деректер бүтіндігін шектеу және деректермен операциялар жасау әрекеттерін орындайды.
Жалпы айтқанда, деректер моделі - деректер құрылымы жиынтығы мен оларды өңдеу операциялары. Деректер базасын басқару жүйелері иерархиялық, желілік және реляциялық модельдеуге немесе осы модельдердің белгілі бір жиынындағы комбинациясына негізделген.
Деректер моделінің үш негізгі типін қарастырайық: иерархиялық, желілік, реляциялық.
Иерархиялық деректерді моделдеу
Иерархиялық құрылым бір-бірімен белгілі бір ережелер бойынша байланысқан элменеттер жиынтығын береді. Иерархиялық байланыстағы объектілер бағытталған граф (төңкерілген ағаш) құрады. Оның түрі суретте бейнеленген. Иерархиялық құрылымның негізгі ұғымдарына мыналар жатады: деңгей, элемент (түйін), байланыс. Түйін дегеніміз белгілі бір объектіні сипаттайтын деректер атрибуттарының жиынтығы. Сұлбада иерархиялық ағаштың түйіндері граф төбелері ретінде бейнеленген. Төменгі деңгейдегі әр түйін, жоғары деңгейдегі әр түйінмен ғана байланысқан. Иерархиялық ағаштың ешқандай төбеге бағынбаған, ең жоғарғы деңгейде орналасқан бір түйіні бар (ағаш түбірі). Бағыныңқы түйіндер екінші, үшінші т.б. деңгейлерде орналасады. Деректер базасындағы ағаштар саны түбір жазбалары санымен анықталады. Деректер базасы әрбір жазбаға түбір жазбадан тек бір жол болады (иерархиялық). Мысалы: Көрсетілгендей С4 жазбасы үшін өтетін жол А және В3 жазбалары арқылы өтеді.

1-деңгей

2-деңгей

3-деңгей

А
В1
В2
В3
В4
В5
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С7
С8

1-деңгей

2-деңгей

3-деңгей

А
В1
В2
В3
В4
В5
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С7
С8

1-сурет.Иерархиялық құрылымды деректер базасының графикалық бейнеленуі
Желілік деректерді моделдеу
Желілік құрылымда алдыңғы аталған негізгі ұғымдардағы (деңгей, түйін, байланыс) әр элемент кез-келген басқа элементпен байланыста бола алады. Иерархиялық модельдің жақсартылған түрі болып табылатын желілік модель көп қолданушылық режимде құрылатын модель. Деректерді желілік ұсыну элементарлы мәліметтер және олардың арасындағы қатынастар бағытталған желі түрінде көрсетіледі (төбелері - мәліметтер, доғалар - қатынастар). Мысалы, деректер базасында тапсырыстарды сақтауға арналған бір тапсырыс әртүрлі үш байланысқа қатынаса алады.
Роза
Асем
Қалам
#11296
Клиенттер
Қызметкерлер
Товарлар
Тапсырыстар
Роза
Асем
Қалам
#11296
Клиенттер
Қызметкерлер
Товарлар
Тапсырыстар

2-сурет. Желілік құрылымды деректер базасының бейнеленуі
Реляциялық деректерді моделдеу
Иерархиялық және желілік модельдердің жетіспеушіліктері деректердің реляциялық моделінің пайда болуына әкелді. Реляциялық модель әрекеті деректер базасының құрылымын оңайлатты. Мұндағы барлық мәліметтер жолдар мен бағандардан құралған қарапайым кесте түрінде көрсетілген.
Реляциялық деген ұғым (ағыл.relation - қатынас) деректер базасы жүйелерінің маманы белгілі американдық ғалым Е.Коддонның есімімен байланысты.
Бұл модельдер деректер құрылымының қарапайымдылығымен, пайдаланушыға ыңғайлы кесте түрінде сипаттайды және бұл модельде қатынастардың және деректерді өңдеуде реляциялық есептеулердің формальды алгебралық аппаратын қолдану мүмкіндігі бар.
Реляциялық модель деректерді екі өлшемді кесте түрінде ұйымдастыруға бағытталған. Әр реляциялық кесте екі өлшемді массив түрінде беріледі де, мына қасиеттерге ие болады:
кестенің әр элементі деректердің бір элементі;
кестедегі бағандардың барлығы біркелкі, яғни бағандағы барлық элементтер бір типке (сандық, таңбалық т.б.) және бәрінің ұзындығы бірдей;
әр бағанның өзіне тән аты бар;
кестеде бірдей жолдар жоқ;
кестеде жолдар мен бағандардың орналасу тәртібі әркелкі.
Қатынастар кесте түрінде беріледі. Кестедегі жолдар мен кортеж немесе жазба деп, ал бағандар қатынастар атрибуты немесе домен, өрістер деп аталады. Бір мәні жазбаны анықтайтын өрісті - қарапайым кілт (кілттік өріс) деп атайды. Егер жазбалар бірнеше өрістермен анықталса, онда мұндай кестенің құрамды кілті бар деп есептеледі. Екі реляциялық кестені ұйымдастыру үшін бірінші кестенің кілтін екінші кестенің кілтінің құрамына енгізу керек (кілттер бір-бірін қайталуы мүмкін). Басқа жағдайда бірінші кестенің құрылымына сыртқы кілтті енгізу қажет. Сыртқы кілт екінші кестенің кілті болады.

ДЕРЕКТЕР ҚОРЫН ЖОБАЛАУ, ЖАЛПЫ ТҮСІНІК
Деректер қоры-ақпараттық жүйелердің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Ақпараттық жүйе өз алдына басқару функциясын орындау үшін әр алуан денгейдегі жұмыстарды ақпаратпен жабдықтаған объект туралы ақпаратты жинау, тасымалдау, қайта өңдеу бойынша қатынас жүйесін білдіреді.
Деректер қоры деп- компьютер жадында сақтайтын, арнайы түрде ұйымдасқан, өзара байланысқан мәліметтер жиынтығын айтамыз.
Ақпараттық жүйелердің мысалына: банктік жүйелер, кәсіпорындарда, автаматты түрде басқару жүйелері, авияция немесе темір жол билеттерін, мейрамхана номерлерін алдын ала белгілеу және тағы басқа жатады.
Пайдалану облысы бойынша келесі класстарды бөліп айтуға болады:
1)Ғылыми зерттеуге арналған;
2)Автоматталған жобаларға арналған;
3)Ұйымдастырушы басқарудағы ақпараттық жүйелер;
4)Техналогиялық процессорды баспаға арналған.
Деректер қорын басқару жүйесін көптеген қолданушылар деректер қорын құру, енгізу, бірлесіп пайдалану және програмалау құралдардың жиынтығын айтады.
Деректер қоры дегеніміз - мәліметтерді сақтауға арналған ұйымдасқан құрылым. Бұл деректер қорының құрылымына ақпаратпен қатар, оларды ұйымдастыруға, қолдануға арналған тәсілдер мен әдістер кіреді.
Деректер қоры деректер қорын басқару жүйесімен (ДҚБЖ) тығыз байланысты. Бұл программалық құрылымдар кешені жаңа қордың құрылымын құруға, оны деректермен толтыруға, мазмұнын редактрлеуге және ақпаратты визуалдандыруға арналған. Қор ақпараттарын визуалдау дегеніміз берілген критерий бойынша экранға шығаратын мәліметтерді таңдап, оларды белгілі бір ретке келтіріп, безендіріп артынан баспаға немесе байланыс каналдарына беруді айтамыз. Әлемде деректер қорын басқаратын көптеген жүйелер бар.

1.1 Деректер моделі және түрлері
1. Иерархиялық модель - мәліметтер арасындағы байланысты реттелген графтар арқылы сипаттауға болады. Қандайда бір программалау тілінде иерархиялық деректер қоры құрылымын есептеу үшін тармақ мәліметтер типі пайдалынылады.
2. Желілік модель - мәліметтердің элементтерінің еркін графтар түріндегі өзара байланысын білдіреді. Желілік деректер қорының схемасын сипаттауға екі тип пайдалынылады: жазба және байланыс.
3. Реляциялық модель - мәліметтердің реляциялық моделін JBM фирмасының қызметкері Эдгар Код ұсынған және ол қатынас ұғымына негізделеді.
Қатынас деп - картеж деп аталатын элементтер жиынын айтады, қатынасты бейнелеудің көрнекті формасы екі өлшемді кесте болып табылады.
4. Постреляциялық модель - мәліметтердің постреляциялық моделі кестенің жазбаларында сақталған мәліметтердің бөлімбеушілік шектеуін алып тастайтын кеңейтілген реляциялық моделі болып табылады. Постреляциялық модель көп мәнді, яғни мәндерді ішкі мәліметтерден құралған өрістерден тұрады.
5. Көп өлшемді модель - ол көп жүйелерге талдау жүргізу және шешім қабылдау үшін ақпаратты жедел өңдеуге мүмкіндік береді.
Қордағы мәліметтерді қарастыратын көп өлшемді тәсілі реляциялық деректер қорын пайдаланылады. Көп өлшемді жүйелерге талдау жүргізу және шешім қабылдау үшін ақпараттық желі өңдеуге мүмкіндік береді. Обьектіге бағытталған деректер қоры құрамына тармақ түрінде берілген мәліметтер. Бұл деректер қорының логикалық құрамының сырттай иерархиялық деректер қоры ұсынылады.
6. Объектіге бағытталған модель - объектіге бағытталған модель тармақталған түрінде беріледі. Объектіге бағытталған деректер қорының логикалық құрылымы сырттай иерархиялы деректер қорына ұқсас.

1.2 Кестелерді байланыстыру және байланыс түрлері
Кестелерді байланыстырудың негізгі және қосымша кестелері болады. Негізгі және қосымша кестелердің байланыс өрістері қалай анықталуына тәуелді. Жалпы жағдайда екі кесте арасында келесі 4 негізгі байланыстар түрі орнатылуы мүмкін:
1:1 - негізгі және қосымша кестелердің өрістері кілтті болған жолдарда құрылады және мұндай екі кестенің кілттік өрістің мәндері қайталанылады;
1:К - негізгі кестенің бір жазбасы қосымша жазбаның бірнеше жазбаға сәйкес келген кезде орындалады;
К:1 - бір немесе бірнеше негізгі кестенің жазбаларының бір жазбасы сәйкес келсе, оны бірдің көпке байланысы деп атайды;
К:К - негізгі кестенің бірнеше жазбалары қосымша кестенің бірнеше жазбаларына сәйкес келгенде орындалады.

Деректер қорын үйлестіру
Реляциялық деректер қорын басқару жүйесінде қатынастарға амалдар орындау үшін екі топ пайдаланылады:
1)Реляциялық алгебра
2)Реляциялық есептеу
Қатынастарға орындалатын амалдарды топқа бөледі:
1)Жиындарға қолданылатын амалдар,олар біріктіру, қиылыстыру, бөлу, декарттық көбейту;
2) Қолданатын арнайы амалдар, олар жобалау, біріктіру және таңдау. Осы амалдардың жиынтығы толық қатынастардың алгебрасын береді.
Реляциялық алгебра барлық әрекеттердің нәтижелерінің қатынастары болып табылады. Реляциялық алгебра тілі процедуралық болып табылады, ал реляциялық есептердің негізі матеметиклық логикалық бөлігі болып табылады. Реляциялық алгебрада процедуралық емес тіл болып табылады. Реляциялық алгебрада процедуралық емес тіл болып табылады.

Деректер қорының объектілері:
1. кестелер (таблицы)
2. сұраныстар (запросы)
3. үлгілер (формы)
4. есептер (отчеты)
5. беттер (страницы)
6. макростар
7. модульдар
Деректер қорын жобалау технологиясын жаңа түрде келтіру
Сұраныс - сақталынған мәліметтерді өшіру немесе түрлендіру, таңдау бойынша амалдарды анықтайтын, арнайы түрде сипатталатын қажетті құрал болып табылады. Сұраныстарды орындау нәтижесі жауап деп аталатын жаңа кесте немесе жаңартылған кесте болып табылады. SQL сұраныстар тілі айнымалы реляциялық есептеулерге негізделген. SQL -тілі кестелерге амалдар қолдануға (құру, өшіру, құрылымын өзгерту) және кесте мәліметтеріне (таңдау, қосу, өшіру, өзгерту) амалдарын орындауға арналған. SQL тілі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.