Информатика пәнінен Мәліметтер қорын жобалау және іске асыру тақырыбына конспекті

Мәліметтер қорын жобалау және іске асыру

Ақпараттық жүйелерді үйренген кезде мәліметтер қорының алатын орны ерекше. Мәліметтер қорын жобалау және құрастыру өнерлілікті, іскерлікті талап етеді. Қолданушының талаптарын түсініп, оны тиімді мәліметтер қорының жобасына айналдыру шығармашылықты процесс болып табылады. Ал осы шығармашылық процесті толық-қанды және жоғары өнімді қосымшалар көмегімен физикалық тұрғыдағы мәліметтер қорына айналдыру - инженерлік процесс болып табылады. Екі процесс те бас ауыртарлық, қызықты интеллектуалдық күрделілікке толы. Деректер қорын қолдану арқылы үлкен ақпараттық жүйе де құруға болады. Ақпараттық жүйені құрмас бұрын онда қолданылатын деректер қорын жобалау арқылы ақпараттық жүйенің үлгісін жасап алған дұрыс. Ақпараттық жүйені жобалау жалпы бірнеше кезеңнен тұрады. Олардың негізгілері төменде келтірілген.

Концептуалдық жобалау- программада қарастырылатын негізгі мәселелер мен функциялар анықталып, өңделетін алғашқы информацияны талдау мен оның құрылымын анықтау.

Логикалық жобалау - ER-диаграмма негізінде реляциялық жүйелердің мүмкіндігі ескерілген мәліметтердің логикалық моделі, мәліметтер қоры кестелері арасындағы байланыс түрлерін анықтау.

Мәліметтер қорының оптималды құрылымы ақпараттың қайталануына жол бермейді, мәліметтерді өңдеуді жылдамдатады. Мәліметтердің реляциялық құрылымына «мән-байланыс» («сущность-связь») модельін қолдануға болады. Көптеген құрастырушылар мен аналитиктер бұл модельді мәліметтерді физикалық іске асу тұрғысынан логикалық тұрғыға келтіруде қайталанбас әдіс деп көрсетеді. ER-диаграмма жүйенің ақпараттық аспектісін сипаттайды (жүйедегі мәліметтердің құрылымын анықтайды).

Мәліметтер қорының логикалық моделін құрғаннан кейін (ER-диаграмманы) оның физикалық іске асырылуын жүзеге асырамыз. Ол үшін мәліметтің логикалық моделін дұрыстауымыз керек. Оқу жоспарын өңдегенге арналған интерфейстке сәйкес мәліметтер қоры үшін мән-байланыс модельін құрамыз. Бұл модельдегі ортақ объектілердің бірі ретінде пәнді алатын болсақ, әр пән, қарапайым атрибуттардан басқа, кафедра, оқытушы, мамандық объектілерімен байланысады. Байланыстың түрі - «көптің - біреуге» қатынасы. Әр кестелер үшін қысқаша жазғанда «көптің - біреуге», «біреудің-біреуге» қатынасытары арқылы байланысады. Нәтижесінде төменде көрсетілген мәліметтер қорындағы байланысқан кестелердің схемасын құраймыз.

Физикалық жобалау - мәліметтер қорын басқару жүйелері құралдарымен орындалады: мәліметтерді сипаттау тілі (МСТ), мәліметтерді манипуляциялау тілі (ММТ). Физикалық модельдеудің соңғы этабында ЭЕМ жадысында мәліметтер қоры файлдары және іздеу структурасы файлдары пайда болады.

Пәндік аймақты модельдеу төмендегідей кезеңдерден тұрады: инфологиялық модельді құрастыру, даталогиялық және физикалық жоспарлау, концептуальды жобалау. Инфологиялық модельді құрастыру кез келген ақпараттық жүйе саласымен байланысты. Пәндік аймақ дегеніміз сол еңбек саласындағы негізгі объектілер жиынтығы болып табылады. Жұмыс жасау аймағын модельдеу үрдісінде қарастырылып жатқан ақпараттық жүйедегі негізгі объектілер олардың қасиеттері және объектілер арасындағы байланыстар анықталады.

Ақпараттық жүйелерді жобалау жұмысы барысында құрылған инфологиялық модель негізінде даталогиялық модель құрылады.

Оның инфологиялық модельден айырмашылығы жүйедегі құбылыстар уақыт мерзімі бойынша нақтыланады. Инфологиялық модельдің негізгі бөлшектері 1.3.1 - суретте де көрсетілген. Әрі қарай физикалық модель жасалады. Бұл жұмыс кезеңінде ақпараттық жүйеде қолданылатын мәліметтер қандай құрылғыларда сақталып, қандай жадтың түрлерін талап ететіні анықталады.

1.3.1 - сурет - Инфологиялық модельдің негізгі бөлшектері

Мәліметтер қорының концептуалды жобалануы.

Мәліметтер қорын жобалаудағы үрдістің бірінші фазасы кәсіпорынның талданатын бөлігі үшін мәліметтердің концептуальді моделін құру болып табылады. Оның құрылуы нақты бір ретпен орындалады: бастапқыда мәліметтерді қолданушылардың ұсыныс моделі толық құрылады; содан соң олар мәліметтердің коңцептуальді моделіне интегралданады.

Деректер моделін таңдау.

Деректер моделі - деректер форматы және оларға қолдануға болатын амалдар құрамы.

Деректердің иерархиялық, желілік, реляциялық модельдері бар.

Кез келген модельде 3 негізгі компонент болады:

1. Деректер структурасы - қолданушының көзқарасын сипаттайды.

2. Деректер структурасына қолданылатын амалдар.

3. Толықтылықты шектеу - формальды түрде сипатталған деректер структурасы негізінде заттық аумақтың сәйкестігін қамтитын механизм.

Бұл жобада деректердің реляциялық моделі қолданылады, себебі онда байланыс орнату және жаңа байланыстарды орындау, кез келген деңгейдегі деректерді қолдану кесте түрінде жеңіл орындалады.

Деректер құрылымы.

Бұл модель негізінде қатынас ұғымы бар, ол деректерді модельдеу құралы ретінде қолданылады. Қатынасты таблица түрінде көрсетеді.

Кесте жолдары картеж деп аталады, ол бір объектіні сипаттайды, оның мазмұны кесте бағандарымен анықталады. Бағандар атаулары атрибуттар деп аталады. Мәні бірмәнді анықталатын атрибут кілттік деп аталады. Егер картеж бірнеше абрибуттар мәндерінің тіркесі арқылы анықталса, онда қатынас құрмалас кілтті деп аталады. Кілттердің біреуі әрқашан алғашқы және оның мәні жаңаланбайды, қалған кілттер мүмкін кілттер деп аталады. Кортеждер арасындағы ассоциацияны бейнелеу үшін кілттердің көшірмелері қолданылады.

Толықтылықты шектеу.

Мұнда 2 негізгі талап бар:

1. Сілтемелер толықтылығы - күрделі объектілер реляциялық мәліметтер қорында (РМҚ) өзара байланысқан бірнеше қалыптандырылған қатынастар картеждері түрінде көрсетіледі. Бұл кезде анықталған қатынастар арасындағы байланыстар функционалды тәуелділік (ФТ) терминімен сипатталады. Әртүрлі қатынастардың картеждері арасындағы ФТ-ті бейнелеу үшін аналық (негізгі) қатынастың алғашқы кілтін балалық (бағыныңқы) қатынасқа көшірмелеу қолданылады. Негізгі қатынас кілтінің көшірмесі болып табылатын атрибуттар сыртқы кілттер деп аталады. Сілтемелер толықтылығы келесіден тұрады: бағыныңқы қатынастағы әрбір кілттің әрбір мәні үшін негізгі қатынаста дәл сондай мәнмен алғашқы кілті бар картеж сәйкес келуі керек.

2. Мазмұнды толықтылық - кез келген қатынастың әрбір картежі бұл қатынастың басқа картежінен ерекше болуы керек, (яғни кез келген қатынаста алғашқы кілт болуы керек), егер бұл талап орындалмаса онда мәліметтер қорында бір объекті туралы қарама - қайшы деректер сақталуы мүмкін.

Қатынастарды қалыптандыру.

Қалыптандыру деп қарастырылып отырған қатынаста қажет емес функционалдық тәуелділіктен (ФТ) құтылу үшін ұсақ қатынастарға бөлетін қадамды процесті айтады. ФТ ақпараттың атрибуттары арасындағы семантикалық байланысты анықтайды. ФТ ұғымы 2 немесе одан көп атрибуттарда қолданылады. Егер кез келген уақытта А атрибутының әрбір мәніне Б атрибутының 1 мәні сәйкес келсе, онда Б атрибуты А атрибутынан ФТ немесе А атрибуты Б атрибутын функционалды анықтайды дейді.

Толық ФТ.

ФТ толық деп аталады, егер Б атрибуты кез келген А тура ішкі жиыннан функционалды тәуелсіз болса, яғни А+СБ ФТ болса және АБ немесе СБ ФТ болмаса.

Транзитивті ФТ.

ФТ транзитивті деп аталады, егер АС және СБ ФТ бар С атрибуты бар болса, және ол мына СА ФТ-ға сәйкес болса.

Екі немесе одан көп атрибуттар өзара байланыссыз болады, егер осы атрибуттардың бірде біреуі басқа атрибуттардан ФТ болмаса.

Қатынастың атрибуттар құрамы келесі талаптарды қанағаттандыруы керек:

1. Атрибуттар арасында қажетсіз ФТ болмауы керек.

2. Атрибуттарды топтау деректердің минималды қайталануын, олардың бөгетсіз жаңалануы мен өңделуін қамтамасыз етуі керек.

Бұл талаптарды қанағаттандыру қатынасты қалыптандыруды білдіреді. Бұл құрылатын қорда аномалия жоқ, кестелер қалыптандырылған болып саналады. Енді мәліметтер қорынбасқару жүйесін таңдап, ол бағдарламаның көмегімен физикалық жобалауға көшуге болады.

Үлкен көлемді мәліметтерді сақтау, өңдеу және іздеу үшін компьютерде арнайы бағдарламалар бар. Мұндай бағдарламалар мәліметтер қорын басқару жүйелері деп аталады.