Клиент-сервер Автосалон теориясы

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 мәліметтер қоры схемасының аса жоғары күрделілігі мен қатаңдығы, сондай-ақ, мәліметтер қорындағы 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. 

 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.

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.

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.

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.

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. «Айналдыру»  (Rotate) екі өлшемді мәліметтерді беру үшін қолданылады. Оның негізгі мәні мәліметтерді көрнекі етіп көрсету жағдайында өлшеу ретін өзгерту болып  табылады. «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.

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.

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 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.

Мәліметтер моделі дегеніміз – бұл мәліметтердің құрылымын, мәліметтердің рұқсат етілген жүзеге асыруларын мәліметтерге қолданылатын рұқсат етілген амалдарын анықтайтын ережелер.

 

 

1.3  Мәліметтердің реалияциялық  моделі

 

Реляциялық мәліметтер қоры МҚ-да сақталатын барлық ақпараттардан тұратын қатынастар жиынтығы болады.  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.

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 атpибут 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  болмауф 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.

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.