ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 56
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Дәріс 2
Деректердің реляциялық моделі
Деректер базасын жобалаудың негізгі міндеті-жүйенің дамуына қарай құрылған құрылымды қайта құру қажеттілігін жою. Оны шешу үшін өзара байланысты деректер модельдерінің кешені құрылады.
Деректер моделі-бұл белгілі бір деректерге қолданылатын кейбір абстракция, пайдаланушылар мен әзірлеушілерге оларды ақпарат ретінде түсіндіруге мүмкіндік береді, яғни.тек деректерді ғана емес, олардың арасындағы байланысты да қамтитын мәліметтер жиыны.
Жобалаудың бірінші кезеңі тұжырымдамалық (концептуалды) модельді әзірлеу болып табылады, онда мәліметтер базасында қандай деректерді сақтау керек екендігі анықталады – пәндік аймақ ақпараттық объектілер мен олардың құрылымдық байланыстарының жиынтығы түрінде көрінеді.
Пәндік саланың барлық ақпараттық объектілері бір-бірімен байланысты. Домен объектілері арасында туындайтын сәйкестіктер, қатынастар байланыстар деп аталады. Бірнеше типтегі байланыстар ерекшеленеді, олар үшін келесі белгілер енгізіледі:
Байланыстың төрт түрі бар:
"бір-бірден" дауысы (1:1);
"көпке бір" (1: М);
"көпке бір" (М: 1)
"көпке көп" (М:М).
Әрі қарай, мәліметтер мәліметтер базасында қалай ұсынылуы керек екендігі шешілген кезде ішкі модель құрылады-тиісті сақтау құрылымы құрылады, сонымен қатар ішкі және тұжырымдамалық схемалар арасындағы карта анықталады. Кейіннен пайдаланушылар үшін қажетті мәліметтер ұсынылған кезде сыртқы модель құрылады, сонымен қатар сыртқы және тұжырымдамалық схемалар арасындағы картаға түсіріледі.
Деректер моделі мүмкіндігінше тұрақты болатындай етіп жасалуы керек. Деректердің үш негізгі моделі белгілі:
Иерархиялық
Желілік
Реляциялық
Иерархиялық модель деректерді ағаш құрылымы түрінде ұйымдастыруды қамтиды. Құрылымның ең жоғарғы деңгейінде жоғары түйіндері жоқ ағаштың тамыры орналасқан. Қалған түйіндер жоғарыдағы бастапқы түйін арқылы өзара байланысты (сурет. 2)
Желілік модель кез-келген элементті кез-келген басқа элементпен байланыстыруға болатын кезде деректерді желілік құрылым ретінде ұйымдастыруды көздейді (сурет. 3).
Реляциялық модель (реляция – қатынас сөзінен) екі өлшемді кестелерді (қатынастарды) пайдалануды қамтиды, олардың арасындағы байланыс бір немесе бірнеше сәйкес өрістердің мәндері арқылы жүзеге асырылады. Бұл жағдайда кестенің әр жолы бірегей, ол кестенің бір немесе бірнеше өрістерін қамтитын кілттерді пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі (сурет. 4).
Деректерді сақтаудың негізгі тәсілдері
Деректерді сақтау және өңдеу үшін қандай модель қолданылса да, деректердің толықтығы, дәйектілігі және тұтастығы ережелері орындалуы керек.
Деректердің толықтығы-мәліметтер базасы пәндік аймақтың толық және жан-жақты сипаттамасын қамтамасыз етуі керек. Бұл жағдайда минималды резервтеу принципі сақталуы керек.
Деректер базасын жобалау кезеңінде толықтығына ерекше назар аударылады.
Деректердің дәйектілігі-мәліметтер базасында сақталатын мәліметтер енгізу кезінде дұрыстығына тексерілуі керек, деректердің қайталануына тыйым салынады.
Деректердің тұтастығы:
байланыстарды сипаттау кезінде кестелер арасындағы сілтемелердің дұрыстығы қамтамасыз етілуі керек, бұл каскадты жаңартумен және жоюмен қамтамасыз етіледі;
ДБ-мен бір мезгілде жұмыс істеу кезінде өзгертілетін жазбаларды бұғаттау;
транзакция механизмі (мәліметтер базасындағы операциялар тізбегі) бірнеше қадам артқа шегінуге мүмкіндік береді, соңғы әрекеттерді болдырмайды, "кері қайтаруды"жүзеге асырады.
Деректерді сақтау ұйымының физикалық көрінісіне сүйене отырып, деректерді сақтау үшін архитектураның келесі түрлерін ажыратуға болады:
Жергілікті мәліметтер базасы
Пайдаланушы жұмыс істейтін компьютерде орналасқан. Барлық ақпарат монополиялық режимде қолданылады. Пайдаланушының өзі деректерге қол жеткізуді реттейді.
Орталықтандырылған мәліметтер базасы
Орталықтандырылған мәліметтер базасы орталық компьютерде сақталады, пайдаланушылар мен қолданбалы бағдарламалар дерекқорға қашықтан қол жеткізе алады. Орталықтандырылған мәліметтер базасының артықшылықтары-түзетудің минималды шығындары. Егер деректердің қауіпсіздігі мен тұтастығына қойылатын талаптар маңызды болса, мұндай жүйеге артықшылық беріледі. Кемшілігі-техникалық қызмет көрсетудің күрделілігі, жауап беру уақытының ұлғаюы, деректерді беру шығындары, орталық жүйенің ақаулығы бүкіл желіні жұмыс күйінен шығарады.
Орталықтандырылған мәліметтер базасы желіге қол жетімді екі архитектура негізінде жүзеге асырылады:
"Файл – сервер" архитектурасы ортақ пайдаланылатын орталықтандырылған дерекқор сақталатын желідегі машиналардың бірін орталық (файл сервері) ретінде бөлуді көздейді. Желінің қалған машиналары негізінен пайдаланушылардың сұраныстарына сәйкес дерекқор файлдары түрінде алынған деректерді өңдейтін жұмыс станцияларының рөлін атқарады;
"Клиент – сервер2" архитектурасы сервер жүйенің ақпараттық ресурстарына иелік ететін және басқаратын және клиент оларды пайдаланатын заманауи ДҚБЖ үшін стандартқа айналды. Орталық машина (дерекқор сервері) дерекқорды сақтаудан басқа, деректерді өңдеудің негізгі көлемін орындауды қамтамасыз етеді. Клиенттің (жұмыс станциясының) сұранысы сервердегі деректерді іздеуді және шығаруды тудырады, содан кейін олар желі арқылы клиентке тасымалданады (алдыңғы архитектурадағы тасымалданатын файлдардан айырмашылығы).
Таратылған мәліметтер базасы
Таратылған мәліметтер базасы компьютерлік желінің бірнеше түйіндерінде деректерді сақтау мен басқаруды және сұраныстарды орындау барысында олардың арасында деректерді беруді қамтиды. Әр түрлі компьютерлерде әртүрлі кестелер ғана емес, сонымен қатар бір үлкен кестенің әртүрлі бөліктері де сақталуы мүмкін. Бұл ретте пайдаланушы үшін деректерді сақтаудың қалай ұйымдастырылғаны маңызды емес.
Реляциялық мәліметтер базасының элементтері
Реляциялық мәліметтер базасының негізгі объектісі-кесте. Ең қарапайым мәліметтер базасында кем дегенде бір кесте бар. Кез-келген екі өлшемді кестенің құрылымы бағандар мен жолдардан тұрады, олардың мәліметтер базасындағы аналогтары өрістер мен жазбалар болып табылады (сурет. 5).
Өріс-ақпараттың бөлінбейтін бірлігіне (деректемелерге) сәйкес келетін логикалық деректерді ұйымдастырудың қарапайым бірлігі.
Өріс келесі сипаттамаларға ие:
аты-осы өрістің деректеріне қалай қол жеткізу керектігін анықтайды;
типі -өрісте болуы мүмкін деректер түрін анықтайды;
өлшемі-өріске орналастырылған деректердің шекті ұзындығын анықтайды;
форматы-өрістегі деректерді пішімдеу әдісін анықтайды.
Мәліметтер базасының өрістерімен келесі әрекеттерді орындауға болады
сипаттау (өрістің атын, түрін және ұзындығын көрсету);
өңдеу (өріс атауын, түрін және ұзындығын өзгерту);
манипуляция (өрістерді қосу, жылжыту және жою).
Дерекқор өрістерінің жиынтығы оның құрылымын анықтайды. Өрістердің құрамын (немесе олардың қасиеттерін) өзгерту арқылы біз мәліметтер базасының құрылымын өзгертеміз және сәйкесінше жаңа мәліметтер базасын аламыз.
Дерекқорды сақтау және оған қол жеткізу бірлігі-жазу. Мысалы, жазба электронды каталогтағы библиографиялық карта, кадрлар бөлімінің мәліметтер базасындағы кадрларды есепке алу парағы, автоматтандырылған реферат журналындағы мақаланың рефераты, автоматтандырылған жобалау жүйесіндегі мәліметтер сызбасы болуы мүмкін.
Жазба (кортеж) – логикалық байланысты өрістердің жиынтығы. Жазбалармен келесі операцияларды орындауға болады:
жазба өрістеріне деректерді енгізу;
жазбаларды өңдеу;
жазбаларды индекстеу;
жазбаларды сұрыптау;
бір немесе бірнеше критерийлер бойынша жазбаларды іздеу.
Кесте (қатынас) - бұл бір құрылымның жазбаларының жиынтығы. Жазба құрылымы қарапайым немесе құрама болуы мүмкін негізгі өрістерді көрсетеді. Мәндерінің тіркесімі кестедегі әрбір жазбаны ерекше анықтайтын бір немесе бірнеше өрістер негізгі (негізгі) кілт деп аталады. Бұл жағдайда кестеде бірдей бастапқы кілттер болуы мүмкін емес. Суреттегі мысалдағы " Код " өрісі. 5, жазбаны нақты анықтайды және негізгі кілт болып табылады. Бұл қарапайым, өйткені ол бір өрістен тұрады.
Кестелермен келесі операцияларды орындауға болады:
үлгі-бір кестенің үстінде орындалады (алынған қатынас кейбір шартты қанағаттандыратын жазбалардың ішкі жиынын қамтиды);
біріктіру-екі кестенің үстінде орындалады (алынған қатынас бірінші кестенің барлық жазбаларын және екінші қатынастың жетіспейтін кортеждерін қамтиды);
- қиылысу-екі кестенің үстінде орындалады (алынған қатынас бірінші кестенің барлық жазбаларын қамтиды, олар екінші жағынан да бар);
қосылу - екі кестенің үстінде орындалады, олардың әрқайсысында біріктіру жасалатын атрибут бөлінеді (алынған қатынас бастапқы кестелердің барлық атрибуттарын қамтиды).
Кез келген ДҚБЖ көмегімен мәліметтер базасын құру үшін төрт кезеңді орындау қажет:
- Мәліметтер базасының құрылымын құру, яғни әр кестені құрайтын өрістердің тізімін, олардың түрлерін (сандық, мәтіндік, логикалық және т. б.) және өлшемдерін анықтау, сондай-ақ мәліметтер арасындағы қажетті байланыстарды қамтамасыз ету үшін негізгі өрістерді анықтау;
Кесте түрінде немесе арнайы жасалған экран пішіндері арқылы әдепкі стандартты пішінді пайдаланып кестелердегі деректерді енгізу және өңдеу;
Сұраулар арқылы кестелердегі деректерді өңдеу;
Есептерді қолдана отырып, Нәтижелі ақпаратты шығару.
Аталған кезеңдер әртүрлі командалардың көмегімен жүзеге асырылады.
Файлдармен жұмыс істеуге арналған командалар:
Жаңа мәліметтер базасын құру және бұрыннан бар мәліметтер базасын ашу;
Бұрын құрылған объектілерді сақтау және қайта атау;
Деректер базасының нысандарын басып шығару.
Өңдеу командалары:
Нысандарды көшіру;
Объектілерді жылжыту;
Нысандарды жою;
Сызбаларды, диаграммаларды және басқа бағдарламаларда жасалған нысандарды кірістіру;
Құжаттағы немесе оның бір бөлігіндегі ақпаратты іздеу және ауыстыру.
Пішімдеу командалары:
Деректерді туралау;
Әр түрлі қаріптерді орнату;
Сызықтардың қалыңдығы мен түсін, фонын және т. б. таңдау.
Бірнеше Терезелермен жұмыс істеуге арналған командалар:
Бірден бірнеше тереземен жұмыс жасаңыз;
Терезенің орналасуы мен өлшемін өзгерту;
Бір үлкен терезені бөліктерге бөлу және оларды бекіту.
Кілттік өріс (Ключ) – бұл өріс (немесе өрістер жиынтығы), жазбаны бір жақты анықтайды. Кестеде бірдей мәнді екі жазба болмауы керек. Мысалы: аты, жөні, тегі, телефон номері, үй номерлері кілттік бола алмайды, ал паспорттық мәліметтері, ЖСН – бола алады.
Кілттік өрістердің негізінде кестелер арасында байланыс орнатылады. Кестелер арасында байланыс бірден-бірге немесе бірден көпке принципимен байланысуы мумкін.
Деректер базасының сипаттамасы деректерді сипаттау тілімен (деректерді анықтау тілі) қамтамасыз етіледі. Сонымен қатар, деректерді басқаруды орындау үшін деректерді басқару командаларының жиынтығын қамтитын және мәліметтер базасынан мәліметтер бойынша операцияларды орындауға мүмкіндік беретін деректерді басқару тілі қолданылады: оларды енгізу, таңдау, өзгерту және жою. Жүйенің тілдік құралдарының арқасында пайдаланушылар пайдаланылатын деректер модельдерінің функционалдығына қол жеткізе алады.
Қазіргі заманғы ДҚБЖ-да, әдетте, мәліметтер базасымен жұмыс істеу үшін барлық қажетті құралдарды қамтитын бірыңғай интеграцияланған тіл қолданылады. Деректерді сипаттау мен манипуляциялауды біріктіретін ДҚБЖ тілдерінің мысалдары бар. Реляциялық ДҚБЖ - да мұндай тіл IBM әзірлеген SQL тілі болып табылады.