Деректерді жіберу желілері

Желiлердiңөнімділігі - деректермен алмасуды орындау кезінде желіге енгізілетінкешіктірудібағалаушы уақытша көрсеткiштер мен уақыт бiрлiгiнде желiмен берiлген ақпараттар санын көpceтeтін, eкi типтегi өткiзу қабiлетiнiң көрсеткiштер көмeгiменөлшенедi. Көрсеткiштердiң осы eкi типi өзара кepi болып саналады және олардың бiреуiн бiле отырып, екiншiсiн есептеуге болады.

Әдетте, реакциялар yaқыты көрсеткiшi ретiнде желiлер өнiмдiлiгiнiң уақытша сипаттамасы пайдаланылады. «Реакция­лар уақыты» терминi өте кең мағынада пайдаланылуы мүмкін, сондықтан әрбiр нақты жағдайда осы терминмен түсiндiрiлетiн нақтылау қажет.

Жалпы жағдайда, реакциялар yaқытықандай да бiр желiлiк сервис­ке пайдаланушыныңсұратуы пайда болуы мен осы сұратуға жауап алуы арасындағы yaқыт интервалы ретiнде анықталады (10-сурет). Осы көрсеткiштiң мағынасы мен мәнi, пайдаланушы соған жүгiнетiн сервистiғ типiне, қандай пайдаланушы және қандай серверге жүгiнетiнiне, сондай-ақ желiлердiң өзге элементтерiнiң ағымдағы жағдайына сұрату арқылыөтетін сегменттердiң жүктелушiлiгiне, сервердiң жүктелушiлiгiне және т.б. қатысты болады.

Түпкi пайдаланушы үшiн, осылайша, реакциялардың белгiлi бiр yaқыты желiлер өнiмдiлiгiнiңтүсінікті және неғұрлым табиғи көрсеткiшi (осы көрсеткiшке кейбiр белгiсiздiк енгiзетiн файл өлшемiн, мысалы, бiр мегабайт деректi беру кезiндегi реакция­лар уақытын бағалай отырып, тiркеуге болады) болып санала­ды. Бiрақ желiлiк маманды бiрiншi кезекте өз желiсiнiңөнiмдiлiгi қызықтырады, сондықтан оны неғұрлым дәлірек бағалау үшiн, реакциялар уақытынан деректердi желiлiк емес өңдеуге - дискiде қажеттi ақпараттарды iздеуге, оны дискiге жазуға және т.б. кезеңдерге сәйкес келетiн, құраушыларды мүшелеу дұpыc болады. Осындай қысқартулар нәтижесiнде алынған уақытты қолданбалы деңгейдегi желiлер реакциялары уақытыныңөзге анықтамасы деп caнayғa бо­лады.

Әртүрлi, бiрақ тiркелген күйлердегi желiлер кезiнде өлшенген реакциялар уақыты осы өлшемнiң нұсқалары болып пайдаланылуы мүмкін.

Толық жүктелмеген желі. Реакциялар уақыты серверге бiр ғaнa клиент жүгiнген жағдайларда өлшенедi, яғни сервердi клиентпен бiрiктiретiн желiлер сегментiнде ешқандай да басқа белсендiлiк болмайды, яғниөнiмдiлiк өлшенетiн FTP сессиясыньщ кадрлары ғaнa қатысады. Желiлердiңөзге сегменттерiнде график айналыс жасауы мүмкін, ең бастысы - өлшеу жүргiзiлетiн сегментiне оның кадрларының түспеуi болып табылады. Өйткенi нақты желiлердегi жүктелмеген көрсеткiштердің берiлген нұсқсыныңқолданылуы шектелген, оның жақсы мәні– батдарламалық қамтамасыз ету және берiлген eкi тораптар мен сегмент аппаратурасы жеңiлдетiлген жағдайларда жұмыc жасау үшiн қажеттi өнiмдiлiкке ие eкенін растайды. Сегменттiң бөлiнетiн ресурстары үшiн желiлердiңөзге тораптары­мен күрес орын алатын кездегi нақты жағдайлардағы жұмысүшiн, желiлердiң тестiленетiн элементтерiнiңөнiмдiлiгi жеткiлiксiз болуы мүмкін.

Жүктелгенжелi. Бұл - нақты сервер мен клиент үшiн ҒТР сервисiнiңөнiмдiлiгiн тексерудiң неғұрлымқызықты жағдайы. Бiрақ желiлерде өзге тораптар мен сервистер жұмыc iстейтiн жағдайлардағы өнiмдiлiк өлшемiн өлшеу кезiнде, өз қиындықтары туындайды - желiлерде жүктемелер нұсқаларының шамадан тыс көп саны болуы мүмкін, сондықтан осындай сұрыптағы өлшемдердi анықтау кезiндегi бастысы - желiлер жұмысының кейбiр сипат­ты жағдайлары кезiнде өлшеулер жүргiзу. Өйткенi желiлердегi трафик пульстiк сипатқа ие болады және трафик сипаттама­сы бiр күн уақытына және апталар күндерiне қатысты түбегейлi өзгередi, сондықтан типтiк жүктемелердi анықтау - желiлерде ұзақ өлшеулердi талап eтетін күрделi pәciм. Егер желi тек жобаланып қана жатқан болса, онда типтiк жүктемелердi анықтау одан сайын күрделене түседі.

Тораптардың жекелеген жұптapынa емес, тұтастай алғанда бүкiл тораптарға қатынасы бойынша өнiмдiлiктi бағалау кезiнде eкi типтi: орmаша алынған және шекmi ө лшемдер пайдаланылады.

Көбiнесе оңтайландырудың шектiк өлшемдерi қолданылады, өйткенi олар бүкiл пайдаланушыларға, олардыңсұратуларына желiлер реакцияларының кейбiр қанағаттандырарлық деңгейлерiне кепiлдiк бередi. Орташа өлшемдер кейбiр пайдаланушыларды тежеуi мүмкін, олар үшiн реакциялар уақыты аса зор болуы орташаландыру кезiнде толықтай қолайлы нәтиже алуға мүмкiндiк бередi.

Кез келген желi оны шешу үшiн құрылатын негiзгi есеп - компью­терлер арасында ақпараттарды тез беру болып табылады. Сондықтан желiлердiң немесе желiлер бөлiктерiнiңөткiзу қабiлетiмен байланысты өлшемдер оның негізгі атқарымдарын, желінің орындау сапасынжақсы көрсетеді.

Осы түрдегi өлшемдердi, сол сияқты «реакциялар уақытының» сы­ныбы өлшемдерiн анықтау нұсқаларының үлкен саны қолданылады. Бұдан нұсқалар: берiлетiн ақпараттардың санын өлшеудiң тандалған бiрлiктерiмен, ескерiлетiн деректердiң сипатымен (пайдаланушылыққана немесе пайдаланушылар қызметтiк пайдаланушылармен бiрге қолданатын), берiлетiн графиктi өлшеу нүктелерiнiң санымен, тұтастай алғанда желiге нәтижелердi орташаландыру тәсiлiмен бiр-бiрiнен өзгешеленедi. Өткiзу қабiлетi өлшемiн құрyдыңәртүрлi тәсілдерін толығыраққарастырамыз.

109. Байланыс желісінің өткізу мүмкіндігі.

Кез келген желi оны шешу үшiн құрылатын негiзгi есеп - компью­терлер арасында ақпараттарды тез беру болып табылады. Сондықтан желiлердiң немесе желiлер бөлiктерiнiңөткiзу қабiлетiмен байланысты өлшемдер оның негізгі атқарымдарын, желінің орындау сапасынжақсы көрсетеді.

Осы түрдегi өлшемдердi, сол сияқты «реакциялар уақытының» сы­ныбы өлшемдерiн анықтау нұсқаларының үлкен саны қолданылады. Бұдан нұсқалар: берiлетiн ақпараттардың санын өлшеудiң тандалған бiрлiктерiмен, ескерiлетiн деректердiң сипатымен (пайдаланушылыққана немесе пайдаланушылар қызметтiк пайдаланушылармен бiрге қолданатын), берiлетiн графиктi өлшеу нүктелерiнiң санымен, тұтастай алғанда желiге нәтижелердi орташаландыру тәсiлiмен бiр-бiрiнен өзгешеленедi. Өткiзу қабiлетi өлшемiн құрyдыңәртүрлi тәсілдерін толығыраққарастырамыз.

Пакеттер (немесе кадрлар, алдағы уақытта бұл терминдер си­нонимдер ретiнде пайдаланылады) немесе биттер әдетте берiлетiн ақпараттарды өлшеу бiрлiгi болып пайдаланылады. Тиiсiнше, өткiзу қабiлетi секундпен пакеттерде немесе секундпен биттерде өлшенедi.

Өйткенi есептеу желiлерi пакеттердi (немесе кадрларды) коммутациялау қағидаты бойынша жұмыc iстейдi, сондықтан пакет­терде берiлген ақпараттардың санын өлшеу мағынаға ие болады, оныңүстіне арналық деңгейде және одан жоғары деңгейде жұмыс атқаратын коммуникациялық жабдықтық өткiзу қабiлетi, сондай-ақ көбiнесе секундпен пакеттерде өлшенедi. Бiрақ пакеттiңөзгермелi өлшемiнен (бұл тiркелген 53 байт өлшемге ие АТМ-дi қоспағанда, бүкiл хаттамалар үшiн тән болып саналады), өткiзу қабiлетiн се­кундпен пакеттерде өлшеу қай хаттаманың пакеттерi және қандай өлшемде деген сияқты кейбiр белгiсiздiктермен байланысты бола­ды. Көбiнесе, хаттама үшiн ең аз 64 байт өлшемге ие (преамбулалар­сыз), аса кең таралған Etheтnet хаттамасының пакеттерi солай болып түсiндiрiледi. Ұзындығы ең аз пакеттер, олар үшiн коммуникациялық жабдықтарға неғұрлым ауыр жұмыc режимдерiн жасайтындықтан, эталон ретiнде тағдалған - әрбiр келген пакетпен өндiрiлетiн есеп­теу операциялары, өте әлсiз түрде оныңөлшемiне тәуелдi болады, сондықтан тасымалданатын ақпараттардың бiрлiгiне ұзыныдығ ең аз пакеттіөңдеу, ұзындығы еңүлкен пакетке қарағанда, анағұрлымүлкен операцияларды орындауды талап етеді.

Өткiзу қабiлетiн секундпен биттарда қлшеу (секундына - мб/с - миллиондаған битпен өлшенетiн жылдамдықтар жергiлiктi желiлерге неғұрлымтән) пакеттердi пайдалануғақарағанда, берiлетiн ақпараттардың жылдамдығын неғұрлымдәл бағалауға мүмкiндiк бередi.

Желiлердi оңтайландырудың таңдап алған өлшемдерiне әртүрлi типтердегi параметрлердiңүлкен саны әcep етедi. Өнiмдiлiкке үлкен дәрежеде мыналар әcep етедi:

• пайдаланылатын коммуникациялық хаттамалар мен олардың параметрлері;

• әртүрлі хаттамалармен жасалатын кеңінен қолданылатынтрафиктiңүлесi мен сипаты;

• желiлер топологиясы және пайдаланылатын коммуникациялыққұрал - жабдықтар;

· Қате жағдайлардың туындау қарқындылығы мен сипаты;

·түпкi тораптарды бағдарламалық және аппараттыққамтамасыз ету конфигурациясы.

Желiлердiңөнiмдiлiгiне коммуникациялық хаттама мен оның параметрлерi типiнiңәcepi. Коммуникациялық хаттамалардың таңдау есебi бiр жағынан, арналық деңгей (Etheтnet,Tokemтing, FDDI, FastEtheтnet, ATM) және басқа жағынан, «желiлiк-көлiктiк хаттама» жұптары (IPX/SPX, TCP/IP, NetBIOS)үшiн біршама тәуелсіз шешілуі мүмкін.

Әрбiр хаттаманыңөз ерекшелiктерi, қолданылатын аймағы және бапталатын параметрлерi бар және бір хаттаманы таңдау және баптау есебiнен желiлердiңөнiмдiлiгi мен сенiмдiлiгiне әcep ету мүмкiндiгiн бередi. Хаттаманы баптауға мынадай параметрлердi өзгерту кіруімүмкін:

·кадрдың ең үлкен ұйғарымдыөлшемi;

·тайм-ауттар шамалары (оның iшiнде пакет өмiрiнiң уақыты);

· байланыс орнатқанда жұмыс iстейтiн хаттамалар үшiн расталмаған пакеттер терезесiнiңөлшемi, сондай-ақ тағы басқалар.

Әдетте, бiр пакеттi беру интервалында ұсталып тұратын деректердi берудiң биттiк жылдамдығы номинал өmкiзу қабiлеmi болып түсiндiрiледi. Хаттаманың тиiмдi өткiзу қабiлетi - бір пайдалануға арналған деректердi берудiң орташа жылдамдығы, яғниәрбiр пакеттiң деректер өрiсiндегi деректердi берудiң орташа жылдамдығы. Жалпы жағдайда хаттаманың тиiмдi өткiзу қабiлетi пакетте қызметтiк ақпараттардың бар болуынан, сондай-ақ жеке­леген пакеттердi беру арасында кiдiрiстiң болуынан, номиналдан төмен болады.

Пакет мөлшерi түбегейлi түрде хаттаманыңөткiзу қабiлетiне, яғни желілердіңөнімділігінеәcep етуі мүмкін.

Нақты хаттама пакетiнiңөлшемi әдетте хаттамадағы стандартта анықталған деректер өpiciнің, (MaximumTтansfeтUnit, MTU) еңүлкен мәнімен шектелген.

Жергiлiктi желiлердiң хаттамалары мынадай MTU мәніне ие:

·Etheтnet, Fast Etheтnet - 1500 байт;

·TokenТing 16 - 16 Кбайт (әдетте 4К мәніүнсiз белгiленедi, бiрақ оны үлкейтуге болады);

·FDDI - 4Кбайт;

·100VG-АпуLАN - 1500 байт, Etheтnet пайдалану кезiнде және TokenТing кадрларын пайлану кезiнде 16 К;

• АТМ - 48 байт.

Желiлiктен бастап жоғары деңейлердiң хаттамалары өзінің пакеттерiн арналық деңгейдiң хаттамалар кадрларына инкапсулдайды, сондықтан арналық деңгейдегi шектеу бүкiл деңгейлердегi хаттамалар үшiн пакеттiң еңүлкен өлшемiн жалпы шектеу болып саналады.

Желiлердегi кеңіненқолданылатын трафиктiң жалпыинтенсивтiлiгi eкi фактормен - осындай трафик көздерiнiң саны мен және әрбiр көздiң орташа интенсивтілігімен анықталады. Жергiлiктi желiлердiң хаттамалары кеңіненқолданылатын трафиктi беретiн компьютерлердiң шағын саны­мен салыстырылған есеппен, сондай-ақ сол уақыттағы үстел үстiндегi компьютерлердiң және шағын компьютерлер файлдық сервисiнiңқажеттiлiктерiмен салыстыру бойынша жергiлiктi желiлер арналарыныңөткiзу қабiлетiнiңүлкен қорын (запасын) (10Мб/с) ескере отырып, 80-шы жылдарының басында әзiрлендi. Сондықтан жергiлiктi желiлерде - NovellNetWaтeIPX/SPX және стек NetBIOS/SMB компаниялар IВM және Мiстоsоft - қолдану үшiн ерекше жобаланған хаттамалар cтектері, серверлердiң ата­уы мен мекенжайларын есте сақтаудыңқажетi болмаған, пайда­ланушылар үшiн аса жоғары ыңғайлылықтар жасау үшiн кеңіненқолданылатын жiберулер (жөнелту) кеңінен пайдаланылды.

Стек TCP/IP жергiлiктi желiлердегi, сол сияқты арналарының жылдамдығы төмен жаhандық желiлердегi кез келген жағдайларда жұмыс жасауды есептей отырып жобаланды. Сондықтан ТСР/IP кеңiнен қолданылатын хабарлармен аса сирек, негiзiнен, ол қажет болған жағдайларда ғана пайдаланылады. Бұл TCP/IP стекке тiптi жылдамдығы төмен арналардыңөзiнде түгелдiктiңқолайлы деңгейiне кепiлдiк бередi, сол уақытта NetWaтe желiлерде жаhандық арналардағы кеңiнен қолданылатын деңгейi 20% қажетсiз цифрларға жетуі мүмкін.

Кеңiнен қолданылатын трафиктiң 20%-дан жоғары деңгейден артып кeтyi кеңiнен қолданылатын қ aттыl дауыл (bтadcaststoтт) деп аталады. Бұл құбылыс аса қажетсiз, өйткенi желiлердi пайда­лану коэффициентiн өcipyтe, демек мәлiметтi күту уақытын күрт арттыруға әкеледі.

Маршруттаушыныңжұмыс қағидаттары (принцип) одан бүкiл порттар арқылы кеңiнен қолданылатын мекенжай (адрес) мен кад­рларды жiберудi мiндеттi түрде талап етпейдi. Маршруттаушы кад­рды жылжыту туралы шешiм қабылдау кезiнде арналық деңгейдегi емес, желiлiк деңгейдегi тақырып ақпараттарын басшылыққа алады. Сондықтан арналық деңгейдегi кеңiнен қолданылатын мекенжайды маршруттаушылар елемейдi. Желiлiк деңгейде, сондай-ақ түгелдiк мекенжай қолданылады, бiрақ бұл мекенжай шектеулi әрекетке ие - осындай мекенжайы бар пакеттер барлық тораптарға бiр желiлер шектерiнде ғана жеткiзiлуi тиiс. Осымен байланысты мұндай мекенжайлар шектелген кеңіненқолданылатын мекенжайлар (liтitedbтoadcast) деп аталады. IP және IPX желiлiк деңгейлерiнiң неғұрлым белгiлi хаттамалары осындай ережелер бойынша жұмыc жасайды.

Бiрақ желiлердiңқалыпты жұмыcы үшiн көбiнесе бүкiл құрамды желiлер шектерiнде кейбiр типтегi пакеттердi кеңiнен қолданысқа берудiңқажеттi мүмкiндiгi талап етiледi. Мысалы, NetWaтe желiлердегi SAP сервистерi хабарламасы хаттамасының пакеттерінөзге желілердегі серверлерге клиенттердіңқатынаса алатындай болу үшiн маршруттаушылармен жалғанған желiлер ара­сында беру талап етiледi. Атап айтқанда, Novell компаниясының NetWaтe операциялық жүйесiнде жүзеге асырған маршруттау­ды бағдарламалыққамтамасыз eтyi осылай жұмыc атқарады. Осы қасиеттi ұстаптұруүшiн тәжiрибеде аппараттық маршруттаушы­ларды шығарушылардың бүкiлi, сондай-ақ SAP трафигiнiңкеңінен берiлуiн қамтамасыз етедi. Осындай ерекшелiк SAP хаттамасы үшiн ғана емес, сонымен бiрге желiлерде сервистердi автоматты iздеу атқарымдарын орындайтын немесе желiлер жұмысын оңайлататын өзге пайдалы атқарымдарды орындайтын көптеген басқа да қызметтік хаттамалар үшін жасалады.

110. Статикалық маршрутизация есебін шығару әдісі.

Маршруттаушыныңжұмыс қағидаттары (принцип) одан бүкiл порттар арқылы кеңiнен қолданылатын мекенжай (адрес) мен кад­рларды жiберудi мiндеттi түрде талап етпейдi. Маршруттаушы кад­рды жылжыту туралы шешiм қабылдау кезiнде арналық деңгейдегi емес, желiлiк деңгейдегi тақырып ақпараттарын басшылыққа алады. Сондықтан арналық деңгейдегi кеңiнен қолданылатын мекенжайды маршруттаушылар елемейдi. Желiлiк деңгейде, сондай-ақ түгелдiк мекенжай қолданылады, бiрақ бұл мекенжай шектеулi әрекетке ие - осындай мекенжайы бар пакеттер барлық тораптарға бiр желiлер шектерiнде ғана жеткiзiлуi тиiс.

Арналарды жергілікті желілерде пайдалануға мүмкіндік беретін артықшылық тарға бірінші кезекте мыналады жатқызу қажет:

- Желілер топологияларының қарапайымдылығы;

- Мүлтіксіз жұмыс жасайтын арматура мен стандарт шектеулерін сақтау кезінде кадрды мекенжайға (алушыға) жеткізу кепілдігі;

- Желілік адаптерлердің, қайталағыштардың және концентраторлардың төмен құнын қамтамасыз ететін хаттамалардың қарапайымдылығы.

Коммутаторлардың қайталағыштарды және концентраторларды ығыстырып шығаруының басталған үдерісі басымдықтардың өзгергендігі туралы айтуға мүмкіндік береді және желілердің жалпы өткізу қабілетін арттыру үшін пайдаланушылар концентраторлардың орнына коммутаторларды сатып алумен байланысты шығындарға баруға дайын.

Коммутаторды орнату кезінде желілердің өнімділігін арттыру жалпы жағдайда елеулі болмайды. Коммутатор жұмысының тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді және кейбір жағдайда, концентратормен салыстырғанда ешқандай да артықшылық бермеуі мүмкін.

Статикалық маршруттар эмприкалық ереже ретінде пайдаланылады:

- Үй кеңсесі немесе филиал:

- Желілердің шағын санды желілік ортасы;

- Жақын болашақта оны өзгерту болжанбайтын қосылыс

Желiлердiң негiзгi есебi - ЭЕМ-жөнелтушiден ЭЕМ-алушыға ақпараттарды тасымалдау. Көпшiлiк жағдайларда бұл үшiн бiрнеше алғышарттар жасалуы қажет. Жолдарды таңдау проблемасын марш­руттау алгоритмдерi шешедi. Егер деректердi тасымалдау дейто­граммалармен жүзеге асырылса, оның әрбiрi үшiн бұл есеп тәуелсiз дербес шешiледi. Виртуалды арналарды пайдалану кезiнде жолдар­ды таңдау осы арнаны қалыптастыру кезеңiнде орындалады. Интер­нетте оның IР-дейтограммаларымен бiрiншi нұсқа (егер виртуалды желiлердi қарастырмайтын болсақ), ал ISDN және АТМ-де екiншi нұсқа жүзеге асырылады. Маршруттау проблемаларын шешу үшiн маршруттаушылар деп аталатын арнайы құрылғы қолданылады.

111. Мәліметтер базасының пайда болуы және даму перспективасы. МБ негізгі анықтамалары мен терминдері.

Қазіргі кезде деректер базасымен деректер базасын басқару жүйесі терминдері компьютерлерде тікелей қолданылады. Жалпы жағдайда деректер базасы термині белгілі бір белгілермен біріктірілген кез келген байланысқан ақпарат жиынтығымен қолданылады.

Әрбір технологияның міндетті компоненті «деректер базасы» болып саналады. Деректер базасы ақпараттық жүйенің орталық бөлігі болып табылатындықтан, ақпараттық технологияда шешімдерді қабылдауды қолдауда маңызды роль атқарады.

Кез келген ақпараттық жүйенің мақсаты – шын өмірдің объектілері жайлы деректерді өңдеу. Кең мағынада, «деректер базасы» ұғымы қандай да бір пәндік облыста шын өмірдің нақты объектілері туралы деректердің жиынтығы. Пәндік облыс ретінде басқаруды ұйымдастыру үшін зерттеуге жататын шын өмірдің бөлігін түсінуге болады.

Деректер базасының пайдаланушылары әр түрлі қолданбалы программалар, программалық кешендер, сондай-ақ ақырғы пайдаланушылар делінетін деректер көздері немесе пайдаланушы рөліне түсінетін пәндік облыстардың мамандары болып табылады.

Деректер базасын (database) ақпаратты сақтау камерасы десе де болады, яғни есептеу жүйесі жадысында сақталатын және объектілер жағдайы мен қарастырылатын пәндік облыстағы олардың өзара байланыстарын бейнелейтін ерекше түрде ұйымдастырылған деректер жиынтығы болып табылады. Жалпы алғанда, деректер базасы (ДБ) дегеніміз қандай да бір объект туралы деректердің жиынтығы және де ақпараттарды сақтауға арналған ұйымдастырылған құрылым болып табылады.

Деректер базасындағы деректер деректер базасын басқару жүйелері (ДББЖ) көмегімен өңделіп таратылады, яғни деректер базасын басқару жүйелері – деректерді өңдеуге, деректер базасында жұмыс ұйымдастыруға арналған, яғни үлкен көлемді ақпараттар массивін сақтауды, өңдеуді және қажетті форматтар дайындалуды, таратуды коллективті түрде ұйымдастыруға мүмкіндік беретін программалар кешені болып табылады. Деректер базасындағы басқару жүйесі компьютерде есептеуді жүргізеді, графикалық бейнелерді, міндеттерді құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар үлкен көлемді ақпараттарды сақтайды, өңдейді, іздейді, іздейді және тізімдеуді жеңілдетеді.

ДББЖ-мен жұмыс істейтін модельмен берілген, базада сақталатын деректер өзінің логикалық құрылымына ие. Маңыздылардың қатарына келесі деректер модельдерінің типтері жатады: иерархиялық, желілік, реляциялық, объектіге бағытталған.

Деректер базасын ұйымдастыруда келесі талаптар қойылады:

· Деректер базасы – бұл келешекте жасалатын қолданбалы программалардың негізі. Деректер базасы қосымшаны жеңіл, арзан және жылдам өңдеу мүмкіндігімен қамсыздандыру қажет.

· Деректердің көп ретті қолданылуы. Бір сол деректерді әр түрлі түсінетін пайдаланушылар оларды әр алуан түрде қолданыла алады.

· Қарапайымдылық. Пайдаланушылар деректерге қарапайым қатынас арқылы қол жеткізе алады.

· Қолдану икемділігі. Деректерге қатынас немесе оларды іздеу оған қол жеткізудің түрлі әдістері көмегімен іске асырыла алады.

· Деректерге жоспарланбаған сұраныстарды тез өңдеу. Деректерге кездейсоқ сұраныстар нақты сұраныстарды өңдеу мақсатында жазылған қолданбалы программалармен емес, жоғарғы деңгейлі сұраныстар тілі немесе есептер генерациясы тілі көмегімен өңделе алады.

· Өзгерту енгізудің қарапайымдылығы. Деректер базасы деректерді бар қолдану тәсілін жоймау арқылы ұлғая және өзгере алады.

· Үлкен емес шығындар. Деректерді сақтау мен қолданудың құны төмен және өзгерту енгізуге кететін шығындар азаяды.

· Деректер артықшылығының төмендеуі. Жаңа қосымшалар талабы жаңа файлдарды құру жолымен емес, бар деректер есебінен жүргізіледі.

· Өнімділік. Деректерге сұраныс деректерді қолдану үшін қажет етілетін жылдамдықпен қанағаттандырылады.

· Құпиялылық. Деректерге рұқсат етілмеген қатынас мүмкін емес.

· Бұрмалаудан және жоюдан қорғау. Деректер апатты және қылмысты жағдайлардан, деректерге қатысты тұлғалардың біліксіздігінен оларды қателікпен жаңартатын оқиғалардан сақталуы қажет.

Кез келген деректер базасының ядросы «деректер моделі» болып табылады. Деректер моделі деректер құрылымын, тұтастықты шектеу және деректерді басқару операцияларының жиынтығы болып саналады. Деректер моделі көлемімен пәндік облыстың объектілері мен олардың арасындағы өзара әрекеттер көрсетіледі.

Қазіргі ақпараттық технологиялардың негізі деректердің орналасуы қолданушылардың қажеттіліктерін өтеу үшін деректер базасын құру концепциясында құрылған. Бұл базалар арнайы программалық кешендер көмегімен құрылып жұмыс істейді. Бұл кешен деректер базаларын басқару жүйелері (ДББЖ) деп аталды. ДББЖ деректер базалары сияқты келесі типтерге бөлінеді: иерархиялық, желілік, реляциялық және объектіге бағытталған. Қолдану мүмкіндіктеріне қарай ДББЖ дербес (ДДББЖ) және көпқолданушылық (КДББЖ) болып бөлінеді. Персоналдық ДББЖ-ге Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access және тағы басқа жатады. Көпқолданушылық ДББЖ-ге, мысалға Oracle және Informix жатады. Көпқолданушылық ДББЖ-ң құрамындағы ДБ сервері мен клиенттік бөліктер әртүрлі ЭЕМ-дер мен әртүрлі операциялық жүйелерде жұмыс істейді. Сондықтан КДББЖ негізінде клиент-сервер технологиясы бойынша жұмыс істейтін ақпараттық жүйе құруға болады. Көпқолданушылық ДББЖ-ң жұмыс істеуі үшін көп компьютерлік ресурстар қажет. ДББЖ тілдік және программалық амалдардан тұрады және ДБ-н құруға, жүргізуге, қолдануға арналған. Программалаудың кіші бизнестік сияқты шағын мекемелерде көп қиындық туғызатыны белгілі. Осы себепті, соңғы жылдары пайдаланушыдан программалауды қажет ете бермейтін Microsoft Office (Windows) құрамына кірістірілген деректер базасын басқару жүйелері, оның ішінде Access атаулы жан-жақты мүмкіндікті деректер қоймасын басқару жүйесінің бірінші нұсқалары жарық көрді: Access 2.0, Access 7.0, Access 97, Access 2000 (Access – кіру, еркін ену). Бұлар жұмыс жасауға жеңіл және анықтамалық жүйелері барынша жетілдірілген күрделі программалар. Сақталатын деректердің көлемінің ұлғаюы, құрылымдық схемасының күрделілігі және ақпараттық жүйелердің қолданушыларының көбеюі, түсінуге оңай ДББЖ-ң (кестелік) қолдануына себеп болды. Бір уақытта ДБ-мен жұмыс істеу үшін кей уақытта бір-бірінен алшақ сақталатын орыннан алыс орналасқан қолданушылар үшін желілік мультиқолданушылық ДББЖ-нің нұсқалары пайда болады. Оларда әртүрлі жолдармен параллель процестердің қиыншылықтары шешіліп, деректердің біртұтастылығы мен қауіпсіздігі сақталады.

112. Берілгендер модельдері. Реляциялық мәліметтер модельдері. Реляциялық алгебра. Иерархиялық модель. Желілік модель.

ДБ-ғы деректер белгілі бір логикалық құрылымда өрнектеледі, яғни қандай да бір модель арқылы сипатталады. Деректердің төмендегідей модельдері бар:

- Иерархиялық;

- Желілік;

- Реляциялық;

- Объектіге бейімделген.

Иерархиялық модельдерде деректер ағаш тәрізді (иерархия) құрылым көмегімен бейнеленеді. Бұл модель байланысы көп емес реттелген ақпараттарды сипаттауда жеңілдік береді, бірақ күрделі логикалық байланыстан тұратын ақпаратты сипаттауда өте үлкен болатындықтан қолдануға ыңғайсыз. Иерархиялық модельде әрбір құрылған түйін бір туындалған түйіндерден артық түйінге ие бола алмйды. Деректің иерархиялық моделі олардың құрылымын логикалық, сондай-ақ физикалық деңгейде де бейнелеуге жол береді.

Желілік модель деректердің еркін түрдегі графа арқылы сипатталуын қамтамасыз етеді. Желілік модельде әр түрлі жазбалардың арасында кез келген байланыс жіберіледі, бірақ өзіне негізгі және тәуелді жазбаларды қосатын байланыс-шарты сақталуы керек. Желілік және иерархиялық модельдер компьютердің оперативтік жадысын үнемдейтіндігі жетістігі болып табылады. Ал кемшілігі ретінде желілік модельдің деректерді сипаттауының күрделілігін және ДБ схемасының қатаңдығын айтуға болады.

Реляциялық модель ағылшынша Relation – қатынас терминімен байланысты аталады. Деректер белгілі бір шарттарды қанағаттандыратын қатынастар арқылы екі өлшемді кестеде сипатталады. Деректердің кестелерде өрнектелуі адамның қабылдауын арттырады және ДЭЕМ-дерде осы модель кеңінен қолданылады. Реляциялық модельдің жетістігі - оның қарапайымдылығы, ЭЕМ-де жұмыс жасаудың жеңілдігі, қандай да бір шарттарды қанағаттандыратын мәліметті жылдам іздеп табуға мүмкіндік беретін сұраныстың қолданылуы.

Реляциялық модель көлемі, өлшемі орташа ДБ-на қолданылады. Кестелер саны өскен сайын жұмыс жылдамдығы кеми береді. Деректердің реляциялық моделін күрделі құрылымды деректерге қолдану тиімді емес, оның өзіндік кемшіліктері бар.

Иерархиялық және желілік құрылымдар логикалық мекеменің қабылдануымен анықталады және қойманың логикалық сипаттамасының күйреуі болып жатқандықтан, елеулі даму кезінде ақпараттық қоймаларға өзгертулер енгізуге жол берілмейді.

Соңғы жылдары деректер қорының модельдерінің бірі – реляциялық модель кең тараған. Реляциялық модель уақыт бойынша өзгеретін қатынастардың жиыны болып табылады. Сондықтан да біз осы модельді таңдадық және оған кеңірек тоқталып өтеміз.

Реляциялық деректер қоры моделі концепциясын 1970 жылы белгілі американ ғалымы Э.Ф. Кодд ойлап тапқан. Бұл модельдің негізгі ұғымы «қатынас» болып саналады және мұндай деректер базасындағы әрбір жазу тек нақты бір объектіге қатысты ақпараттан тұратындығымен байланысты. Реляциялық модель деректер құрылымын қолданушыға қолайлы кестелік түрде бейнелеумен сипатталады. Сонымен бірге деректердің типі бір-бірімен өзара байланысты деректердің мәндеріне негізделе отырып, жұмыс жасай алады.

Реляциялық деректер моделі бірнеше пәндік облыспен қоса уақытқа байланысты өзгеретін қатынастар жиынтығын көрсетеді. Ақпараттық жүйені құру кезінде қатынас жиынтығы пәндік облыстың объектілері мен олардың арасындағы байланысты модельдеу туралы деректерді сақтауға рұқсат береді.

Деректер базасы реляциялық моделінің артықшылықтары:

- Логикалық модельдің қарапайымдылығы (кестелер ақпаратты бейнелеуге қолайлы);

- Қорғау жүйесінің икемділігі (әрбір қатынасқа заңдылықпен қол жеткізіледі);

- Деректердің тәуелсіздігі;

- Математикалық қатаң реляциялық алгебра теориясының көмегімен деректерді басқарудың, өзгертудің қарапайым тілін құру мүмкіндігі.

Реляциялық модельдің негізгі элементтеріне тоқталып өтелік:

Реляциялық модель элементі	Қойылым формасы
Қатынас	Кесте
Қатынас схемасы	Кесте бағаны тақырыптарының жолы
Кортеж	Кесте жолы
Негіз	Объекті қасиеттерін бейнелеу
Атрибут	Кесте бағанының тақырыбы
Домен	Атрибуттардың мүмкін мәндерінің жиыны
Атрибут мәні	Жазудағы өріс мәні
Алғашқы кілт	Бір немесе бірнеше атрибуттар
Деректер типі	Кесте элеметтері мәндерінің типі

Қатынас маңызды ұғым болып табылады және қандай да бір деректерден тұратын екі өлшемді кесте. Ол мына қасиеттерге ие:

· Кестенің әрбір элементі – деректердің бір элементі;

· Баған элементтері біртекті және бірегей атқа ие;

· Кестеде екі бірдей жол болмайды;

· Жолдар мен бағандар олардың ақпараттық мазмұнын тәуелсіз кез келген тәртіпте қарастырылады.

Негіз – деректер қорында сақталатын кез келген табиғаттың объектісі. Негіздер жайлы деректер қатынаста сақаталады.

Атрибут – негізді сақтайтын қасиет. Кесте құрылымында әрбір атрибутқа беріледі және оған кестенің қандай да бір бағанының тақырыбы сәйкес келеді.

Реляциялық деректер қорында ақпараттар бір немесе бірнеше кестеде сақталады. Реляциялық деректер қорының кестесіндегі әрбір қатар қайталанбайтын, ерекше болып келеді. Қатардың қайталанбайтындығын қамтамасыз ету үшін кестенің бір немеесе бірнеше өрістерден тұратын кілттер қолданылады. Кілттер кестедегі жазбаларды іздеген кезде деректерді тікелей алуды қамтамасыз ететін реттелген түрде сақталады. Сонымен қатар сыртқы кілт түсінігі де бар. Сыртқы кілт көмегімен қатынастар арасында байланыстар орнатылады. Сыртқы кілтке реляциялық модель деректерінің толықтығын қамтамасыз етуге арналаған шектеулер қояды, әрбір сыртқы мәніне байланысқан қатынастар қатарлары сәйкес келуі керек.

Қатынастар орындалатын амалдар мен қойылатын шектеулер

Белгілі бір шектеулерді қатаң орындаған жағдайда ғана кестені қатынас деп қарастыруға болады. Кестені қатынас ретінде қабылдау үшін мынадай ережелер орынды болуы керек:

1. Кестенің әрбір қатары ерекше болуы керек, яғни бірдей алғашқы кілті бар қатарлар болуы мүмкін емес;

2. Кестеде аттас бағандар болмауы керек, яғни баған атаулары қайталанбауы қажет;

3. Кестенің барлық қатары баған атауына және типіне байланысты бір құрылымды болу керек;

4. Кесте бағандарының тақырыбы (атауы) әр түрлі, ал мәндері қарапайым болмауы керек;

5. Кестеде қатарлардың орналасуы еркін түрде болуы керек.

Қатынастарға орындалатын амалдарды 2-ге бөлуге болады:

1-ші тобына жиындарға орындалатын амалдар тиісті, олар: бірігу, қиылысу, айырма, бөлу, декарттық көбейту

2-ші тобын қатынастарға орындалатын арнайы амалдар құрайды.

Реляциялық деректер базасы моделі – бір бірімен байланысты қатынастар жиынтығы. Әрбір қатынас электронды есептеуіш машинада файл түрінде көрсетіледі. Е.Ф. Коддтың ерекшелігі ол қатынастарға амалдар мен басқа қатынас аралығында арифметикалық амалдар орындауға болады. Бұл ақпараттар сақталынатын және сақталынбайтын болып екіге бөлінеді.

Қатынастардың басты операциялары (амалдары)

Реляциялық деректер моделінде басты 8 операцияны орындауға болады.

1. Жиындарда кездесетін дәстүрлі операциялар: айырма, декарттық көбейту, бөлу, бірігу, қиылысу.

2. Арнайы реляциялық операциялар: қосылу, қиылысу.

Қатынастар қасиеті

Реляциялық деректер қатынасы құрамына қарай 2 классқа бөлінеді:

1. Объектілік;

2. Байланысты.

Объектілік қатынастар объектілердің деректерін сақтайды. Жоғарыда келтірілген студент қатынасы объектілік қатынасқа жатады. Объектілік қатынастардың ішінде бір атрибут басқалардан ерекшеленіп тұрады. Мұндай ерекше атрибут қатынастың кілті деп аталады. Мысалы: студент қатынасында ФИО атрибуты алғашқы кілт болып саналады. Алғашқы кілт қолайлы болу үшін 1-ші бағанға жазылады, ал қалған атрибуттар осы кілтке байланысты болады. Объектілік қатынастарда бірдей атрибутты қатарлар болмауы керек. Яғни объектілердің қайталануы болмауы керек. Бұл деректердің толық сақталуын қамтамасыз ететін реляциялық деректер базасы моделінің басты шарты.

Байланыстырушы қатынастар 2 және одан да көп объектілердің қатынастарының кілтін сақтайды. Яғни, кілт арқылы объектілер қатынастарының арасындағы байланыстар қалыптасады. Мысалы: оқиды деген байланыс қатынасын қарастырайық.