Студент

ФИО	Курс	Мамандығы
Абдрасил		ИС

Пән

Аты	Семестр саны
Информатика

Оқиды

Студент	Пән
Абрасил	информатика

Байланыс қатынастарының байланыстырушы кілттерінен басқа да атрибуттары болады. Олар осы байланысқа тәуелді. Бұл кілттер сыртқы кілттер деп аталады.

Реляциялық модель сыртқы кілттерге шектеу қояды. Себебі, сыртқы кілт анықталмаған объектіге сүйеніп тұрғандай болады. Реляциялық модельдер қатынасына мынадай шарттар мен шектеулер қойылады:

1. Бірдей алғашқы кілттер болмауы керек, яғни барлық қатарлар болмауы керек.

2. Кестедегі барлық қатарлардың құрылымы бірдей болуы керек.

3. Бағандар аттары әртүрлі болуы керек, ал мағынасы біртекті болуы керек.

4. Атрибуттар мағынасы жекеше болуы керек, яғни қатынастар басқа қатынастың компоненті есебі де бола алмайды.

5. Сыртқы кілттердің толықтылығы сақталуы керек.

6. Кестедегі қатарлардың реті әр түрлі бола алады.

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.

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.

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:

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

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

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

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

10. 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.

113. МБ жобалау этаптары. Жобалау процестері мен әдістері. Инфологиялық модельдеу. Датологиялық жобалау. Физикалық модель.

ДБ жобалау барысында 2 негізгі мәселелер шешіледі:

1. Пәндік облыс объектілерін деректер моделінің абстрактілі объектісі ретінде өрнектелгенде сипаттаупәндік облыс семантикасына қайшы келмейтіндей тәсілді қарастыру керек және ол тәсіл мүмкіндігінше ең тиімді, қолайлы тәсіл болатындай жолды іздеу. Бұл мәселені ДБ-сын жобалаудың логикалық мәселесі деп аталады.

2. ДБ-на қойылған сұраныстың тиімді орындалуын қандай жолмен қамтамасыз етуге болатынын, яғни арнайы ДББЖ-лері ерекшеліктерін ескере отырып деректерді сыртқы жадыда орналастыру және қандай қосымша құрылымдарды құру қажеттігі мәселесін анықтау.

ДБ-ры қолданбалы ДБ және пәндік ДБ болып бөлінеді.

Пәндік ДБ барлық ағымдағы не келешекте қолданылатын қосымшаларды қолдануды қамтамасыз етеді, мұнда ол қосымша элементтерінің жиынтығы қолданбалы ДБ деректерінің жиынтығын қамтиды яғни қолданбалы ДБ 1 негізге келтірілмеген, жүйеленбеген, өзгермелі және белгісіз сұраныстар мен қосымшаларды өңдеуге негіз болады.

Қолданбалы ДБ-ларының мұндай ерекшелігі (қолданбалылығы, салаға бағытталу мүмкіндігі) тұрақтылығы, жеткілікті ақпараттық жүйелерді құруға мүмкіндік береді.

ДБ жобалаудың негізгі мақсаты – сақталынатын деректердің артығын, қайталанған көшірмелерін қысқарту яғни көшірмелер себебінен болатын қайталанбалы байланыстарды, іс-әрекеттерді, қарама-қайшылықтарды болдырмау, соның нәтижесінде компьютер жадысын үнемдеу.

ДБ жобалау пәндік облыс талдау және оған жекелеген пайдаланушыларды (ДБ арналып құрылатын қызметкерлер) талап-тілектерін айқындаудан басталады. ДБ жобалау ісі прграммист-маманға (мамандар тобына) ДБ администраторына тапсырылады.

ДБА пайдаланушылар пікірлерін және деректер туралы өз түсініктерін біріктіріп құрылатын ДБ-ң жалпыламаға формаға келтірілмеген сипаттамасын жасайды. Бұл сипаттама барлық түсінікті табиғи тілде, математикалық формулалар, кестелер, графиктер және т.б. құрылғылар көмегімен жазылады және ол деректердің инфологиялық модел і деп аталады.

Мұндай адамға бейімделген модель деректерді сақтаудың физикалық параметрлеріне тәуелсіз болады. Инфологиялық моделдің сақталу ортасы ЭЕМ емес, адам жадысы болуы мүмкін.

Деректердің компьютер жадында сипатталуын қамтамасыз ететін модель физикалық модель деп аталады.

ДББЖ-нен деректерді іздеу, сұраныс олардың атауы бойынша берілген, сол атауға сәйкес келетін деректердің физикалық моделі арқылы жүргізіледі.

Деректерді деректер қоймалары деректерін қолдану нақты ДББЖ-сі арқылы жүзеге асады, яғни модельдер осы ДББЖ-нің деректерді сипаттау тілінде сипатталуы керек.

Осындай сипаттама деректердің даталогиялық моделі деп аталады.

Үш деңгейлі архитектура (инфологиялық, даталогиялық, физикалық деңгейлері) деректердің оларды қолданатын программаларға тәуелсіздігін қамтамасыз етеді.

ДБА-ры қажет болған жағдайда деректерді сыртқы жадыларға көшіріп алады немесе деректердің физикалық құрылымын қайта қалыптастыруына болады.

ДБА-ры жүйеге өз қолдауынша пайдаланушылар тобын, жаңа қосымшаларды, толықтырылған датологиялық модельді кірістіре алады.

Жаңа қосымшаның не пайдаланушының, физикалық, даталогиялық модельдің өзгертілуі жүйе пайдаланушыларына байқалмайды, яғни деректердің тәуелсіздігі жұмыс істеп тұрған қосымшаларға кері әсерін тигізбей ДБ-сы жүйесінің жетілуіне мүмкіндік береді.

114. Концептуалды деректер моделі. Инфологиялық моделдердің компоненттері. ER диаграммасы. «Объект-қатынас» моделін құру

Реляциялық ДБ моделі обьектінің барлық ерекшеліктерін сипаттай алмайды. Ал, концептуалдық модельдер обьектіні толығырақ сипаттайды. Концептуалды деректер моделі екіге бөлінеді:

1. Обьектіге бейімделген модель (обьектно-ориентированная модель) - бұл деректерді жазба түрінде емес, обьекті түрінде суреттейтін модель.

2. Семантикалық модель – бұл қатынастың мағынасын және категориясын сипаттайтын модель.

Концептуалды деректер моделінің негізгі элементтері: обьект және қатынас.

Обьект дегеніміз тұтынушы қолданатын модельденетін зат. Обьектіге мысал ретінде адамдарды, үйді, машиналарды және тағы басқаларды алуға болады. Бұлардың барлығы нақты обьектіге жатады.

Концептуалды обьектілерге компаниялар, мекемелер, құрылыстардың жобалары, жұмыс операциялары жатады.

Мысалы: біртектес заттарды сипаттау үшін “обьектілік жиын” терминін қолданамыз. Ал оның 1 элементін обьектілік элемент деп атаймыз. Обьектілік жиынның аты үлкен әріппен жазылады (жекеше түрде). Кіші әріптермен оның элементтері жазылады.

Обьектілік жиын дегеніміз біртектес элементтер жиыны. Ал обьектінің элементі дегеніміз жиынның арнайы бір элементі. Екі обьектілік жиынның элементінің байланысын қатынас деп атаймыз.

Концептуалды модель құру жолдары

Деректердің концептуалды моделі

ДБ жобалау нәтижесінде жүйені құру барысы, ақпарат жинақтау, талдау процесі, қолданылу кезеңі жүйенің өмір сүру циклі деп аталады. Ол процесс талап-тілекті анықтау, жүйені жобалау, тексеру, жүйе жұмысын бағалау және қолдау жасап отыру қадамдарынан тұрады.

ДБ-ның өмір сүру циклі 6 кезеңнен тұрады:

1. Алдын-ала жоспарлау;

2. Жүзеге асырылу мүмкіндігін тексеру;

3. Талаптарды анықтау;

4. Концептуалды жобалау;

5. Жүзеге асыру;

6. Жұмысты бағалау және оған қолдау жасау.

Алдын-ала жоспарлау - ДБ-ның стратегиялық жоспарын құру процесі. Мұнда пәндік облысқа сәйкес жобаланатын ДБ-ң қандай мақсатта құрылатыны оған қандай және қанша қолданбалы программалар пайдаланылатыны, қосымшалар мен файлдар саны мен байланысы, қандай ДББЖ-сін қолдану тиімділігі анықталады.

Жүзеге асырылу мүмкіндігін тексеру кезеңінде қандай технологияларды пайдаланған тиімді, мәселені шешу мүмкіндіктері қандай, ол технологиямен жұмыс жүргізетін мамандар бар ма, ДБ-н құрудың шығыны қанша, түсетін пайда көлемі шығынды жаба ала ма сияқты сұрақтарға жауап ізделінеді.

Талаптарды анықтау кезеңі ДБ мақсатын анықтау, оның пайдаланушыларының міндеттері мен талап-тілектерін айқындау, техникалық және программмалық қамсыздандыру мәселелерін шешеді.

Жүзеге асыру кезеңінде жобаланған ДБ-н таңдалған ДББЖ-не енгізу, ДБ-сын құру, қолданбалы программаларды дайындау және пайдаланушыларды ДБ-мен жұмыс жасауға үйрету жұмыстары орындалады.

Бағалау – пайдаланушылар арасында ДБ туралы пікір жинау, бұл жіберілген қателіктер мен кемшіліктерді анықтау және келешекте жетілдіру барысында аталмыш қателіктерді жібермеу мақсатында жүргізіледі.

Жүйені қолдау - оны жетілдіру үшін қажетті программалар, қосымшалар, деректер элементтерін кірістіру жұмыстарын қамтиды.

ДБ-сын жобалауда алдымен негізгі екі проблема шешілуі керек:

1.ДБ-ң моделін қандай тәсілмен өрнектегенде оның (сипаттамасына) қайшылық келмейді, тіпті ең қолайлы болатындай жолды қалай табу керек. Бұл проблеманы ДБ жобалаудың логикалық проблемасы деп атайды.

2.ДБ-на қойылған сұраныстың тиімді орындалуын қандай жолмен қамтамасыз етуге болатын, яғни арнайы деректер базасын басқару жүйелері ерекшеленгенін ескере отырып, сыртқы жадыға деректерді қалай орналастыруға болатынын табу керек болып табылады. Бұл проблеманы ДБ-н жобалаудың физикалық проблемасы деп атайды.

Реляциялық ДБ жобалаудың проблемалары негізделген шешімдерді қабылдаудан тұрады. Олар:

- ДБ-ы қандай қатынастарын құру керек;

- Бұл қатынастардың қандай атрибуттары болу керек:

ДБ жобалағанда тек кейбір онша үлкен емес мекемелер деректерін толығымен бір ингегралдық деректер базасына сыйғыза алады. ДБ админстраторы мекеменің қызметкерлерінің барлық ақпарттық талаптарын қамтамасыз ете алмайды.

Сондықтан да ірі мекемелердің ақпараттық жүйелері ондаған деректер базасынан тұрады (мысалы, бір қалада бірнеше көкөніс қоймалары болады. Жеке деректер базасы қандайда бір облысқа байланысты бір немесе бірнеше қолданбалы есептерді шешуге қажетті барлық деректерді біріктіреді. Әдетте, оны 1-ші қолданбалы ДБ деп аталады,ал екінші пәндік ДБ деп аталады.

Инфологиялық деректер моделі математикалық формулалармен, кестелермен, графиктермен өрнектеледі. ДБ жобалайтын мұндай адамдарды инфологиялық модель құрушылар деп атайды.

Схемада көрсетілген қалған модельдер компьютерге бейімделген модельдер деп аталады.

Деректер базасының қатынастары арасындағы байланысты, байланыс қуаттылығын көрсетуде ER-диаграммасы қолданылады. Бұл “объект-қатынас” моделі деп аталады.

Деректер базасын басқару жүйесінен керекті деректерді іздеп табу сыртқы жадыдан физикалық модель арқылы табылады. Деректер базасын басқару жүйесінің тілімен өрнектейтін модель даталогиялық модель деп аталады.

115. Деректердің физикалық құрылымына жалпы мінездеме. Деректерді сақтау орталарының ерекшеліктері. Мәліметтер базасын физикалық жобалау этаптарының компоненттері.

Деректер базасын физикалық тұрғыдан ұйымдастыру өте үлкен тақырып. Ол: біріншіден жүйелік программалау жабдықтарын құрастыратын және жабдықтайтын техникалық мамандарды қызықтырады. Айталық, тұтынушы кезекті ақпаратты лайықты формасында және уақытында ала алады ма?

Керекті ақпаратты лайықты формат ол ДБ-ның физикалық тұрғыда ұйымдастырылуына онша байланысты емес, ал керекті уақыт байланысты.

Уақыт дегеніміз ДБ-сы операциясының басталған және нәтижесін алатын уақыт аралығы. Көп жағдайларда тұтынушыларды уақыттың ұзақтығы қанағаттандырмайды.

ДБ-ның физикалық құрылымы жақсы болса, ондағы деректерді аз уақыт арасында тез алуға толықтыруға болады.