ИНЖЕНЕРЛІК-ЭКОНОМИКАЛЫҚ» ФАКУЛЬТЕТІ

Мәліметтер моделі деген не? Ақпарат жүйесіндегі орындалып жатқан көптеген үрдістерді айқындау үшін‚ оларды белгілі бір формаға, нысанға келтіру қажеттілігі туындайды.

Мәліметтерді айқындау‚ бұл—нақты бір үрдісті ақпарат жүйесінде көрсету жөніндегі келісім. Ақпаратты ұсынудың көптеген тәсілдері бар. Мәліметтер базасында ақпарат МББЖ ұстанатын мәліметтер моделіне сәйкес ұйымдастырылады. Мәліметтер моделі ақпараттың әр бірлігінің орналасқан жерін және көтеретін үлесін анықтайтын, сонымен қатар мәліметтер бірліктерінің өзара қарым–қатынастарын белгілейтін жоспар, схема.

Нақты мысал келтіретін болсақ, файл үшін және мәліметтер базасы үшін сан нені білдіреді?

Файлда сан, бұл белгілі бір нүктеде пайда болатын қарапайым сан. Мәліметтер базасында сан мәліметтер моделі анықтайтын мәнге ие болады. Мән түрінде, мысалы, бағаны алуға болады.

Анықтама. Мәліметтер моделі – сақтау ортасы ерекшелігіне (компьютер жадысына) тәуелсіз, мәліметтерді белгілі бір құрылымға келтіру тәсілі.

Өз кезегінде, модель қолдану саласыда да тәуелсіз болып келеді. Кез–келген саладан алынған мәліметтерге қатысты, логикалық құрылымға келтіру тәсілі осы мәліметтерді пайдалану ережелерін анықтайды. Әр бір модель өзіндік мәліметтерді құрылымға келтіру жабдықтарымен және әдістерімен сипатталады.

Мәліметтер моделі – ақпараттың бірліктерін, олардың өзара қарым–қатынастарын, сонымен қатар мәліметтерді манипуляциялауда пайдаланатын операцияларды және бүтіндік шектеулерін анықтау ережелері жиынтығы.

Бұл анықтамалардан мәліметтер моделі үш компоненттермен негізделетін қорытындылауға болады:

· мүмкін боларлық мәліметтер құрылымы;

· әр - бір модель үшін белгіленетін операциялар жиынтығы;

· ақпараттың бүтіндік шектеулері.

Осыған сәйкес мәліметтер моделі өз құрамына мәліметтер базасының логикалық құрылымының, мәліметтерді сипаттау тілдерінің сипаттамаларына негізделеді, сонымен қатар әр модель мәліметтерге манипуляция жасау тілдері көмегімен жазылады.

Жоғарыда қарастырылған МББЖ-ң үш деңгейлі архитектурасына сәйкес біз мәліметтер моделі ұғымымен әр деңгейге қарасты кездесеміз. Шынында да, физикалық модель берілген операциялық ортада пайдаланатын сақтау құрылымдарында және сыртқы жадыны ұйымдастыруға қатысты категорияларды қарастырады. Қазіргі кезде физикалық модельдер ретінде файлдық құрылымда негізделген мәліметтерді орналастырудың түрлі әдістері қолданылады.

Концептуалдық деңгейде қолданылатын мәліметтер модельдері үлкен қызығушылық тудырған. Оларға қатысты сыртқы модельдер подсхема деп аталады және мәліметтердің концептуалдық моделі қолданатын абстрактты категорияларды пайдаланады.

Мәліметтер базаларын жобалауда қарастырған үш деңгейден бұрын пайда болатын тағы бір деңгей бар. Ол деңгей моделі пайдаланатын МББЖ түріне тәуелсіз түрдегі қолдану саласы туралы ақпаратты көрсетуі керек. Бұл модель инфологиялық немесе семантикалық деп аталады және құрастырушы мен басқа пайдаланушылар үшін абстракциялаудың ақпараттық-логикалық деңгейі өте ыңғайлы түрде көрсетіледі. Мұнда абстракция деңгейі қолдану саласы объекттерін, олардың қажеттіктерін және өзара байланыстарын сипаттайды. Мәліметтердің инфологиялық модельдері қосымшаларды құрастыру процесінде мәліметтер құрылымын сипаттау үшін жобалаудың алғашқы кезеңдерінде қолданылады. Ал келесі даталогиялық модель нақты МББЖ-мен қолданылады.

Мәліметтердің құжаттық модельдері кәдімгі тілдегі мәтін, құжаттардың еркін форматтарына бағытталған.

Тезаурустық модельдер сөздіктерді ұйымдастыру қағидаларына негізделген, нақты тілдік конструкциялардан тұрады және берілген грамматикада олардың өзара байланыстарының қағидаларын қамтиды. Бұл модельдер аудармашы-жүйелерде тиімді пайдаланады. Бұл жүйелерде ақпараттарды сақтау қағидалары тезаурустық модельдерге бағынады.

Дескрипторлық модель-документальдық модельдер ішіндегі ең қарапайымы. Олар документальды модельдерді пайдаланудағы бастапқы кезеңдерінде қолданылған. Мұнда әр құжатқа дескриптор –сипаттаушы сәйкес келген. Бұл дескриптор қатал құрылымда болған және құжатқа жобаланатын документальдық мәліметтер базасы құжаттарымен жұмыс істеу үшін талап етілетін сипаттамалар беретін.

Фактографиялық модель түрлері, атап айтқанда оның ішінде теоретикалық-графтық модельдер келесі тарауларда қарастырылған.

Бүтіндік шектеулері.

Бұл түсінікке анықтама беру үшін, алдыменен бүтіндік түсінігін қарастырайық.

Дейт бойынша, бүтіндік мәселелері мәліметтер базалары кез-келген уақыт аралығында ақпараттың шынайы болғанын қамтамасыз етуді қарастырады. Мәліметтер бүтіндігі арнайы, бүтіндік шектеулері деп аталатын ұсыныстар арқылы қамтылады. Бұл шектеулер әрбір ақпарат бірлігінің және бірліктер арасындағы байланыстардың мүмкін боларлық мәндерін айқындайды.

Анықтама. Бүтіндік шектеулері - қолдану саласының семантикасын (шынайылық жағдайын) көрсететін логикалық шектеулер.

Олар объектілер және олардың арасындағы байланыстар бойынша бөлінеді және екі түрлі функция атқарады:

· статикалық шектеулер – мәліметтер базасының бір қалыптағы мүмкін боларлық жағдайын анықтайды;

· динамикалық шектеулер – мәліметтер базасының бір қалыптан басқасына өтудегі мүмкін боларлық жағдайды анықтайды.

Бүтіндік шектеулері айқындалған және айқындалмаған болып бөлінеді:

· айқындалған шектеулер мәліметтер құрылымы көмегімен осы құрылым негізделетін МҚБЖ жабдықтарымен қолданады;

· айқындалмаған шектеулер мәліметтер базасы сипаттамасында көрсетіледі, яғни жобалаушының өзімен тағайындалады.

Бүтіндік шектеулерін тексеру МҚБЖ механизмдерімен жүзеге асырылады.

Мәліметтердің теоретикалық - графтық модельдері.

Аталған модельдер жан-жағымыздағы қоршаған орта объектілер жиынтығын ақпараттық объектілердің өзара байланысқан графы түрінде көрсетеді. Граф типіне байланысты модель иерархиялық (деңгейлік) және желілік түрлерге бөлінеді. Бұл модельдердің пайда болу алғышарттары қазіргі кезде жиі қолданылатын реляциялық модельге қарағанда әлдеқайда ертерек пайда болған. Сондықтан аталған модель түрлері қазіргі тәжірибеде тым аз қолданылады. Әйтседе, объектке бағытталған мәліметтер базалары тұжырымдамасы реляциялық модель қағидаларын желілік модельмен ұштастыруды қарастыруда.

Мәліметтердің иерархиялық моделі.

Иерархиялық модель модель түрлерінің ішіндегі ең қарапайымы болып саналады. Даталогиялық модельдер арасында ол тарихи көзқарас бойынша ең бірінші пайда болған: дәл осы модельді бірінші ІBM фирмасының ІMS- мәліметтер базаларын басқару жүйесі қолданған. Иерархиялық модельдің пайда болу себебін дүниедегі әр нәрсенің өз деңгейі барлығымен түсіндіруге болады. Бір объект аталық болып саналса қалғандары ол объектке қарасты туындалған болады. Иерархиялық модель қамтитын логикалық құрылымның негізгі типі – иерархия (деңгей) не болмаса терек түріндегі құрылым.

1-ші деңгей

3-ші деңгей

11.1- сур. Иерархиялық модель мысалы.

Иерархиялық модельде негізгі ақпараттық бірліктер ретінде мәлімет-тер базасы, сегмент және мәліметтер жолы алынады. Мәліметтер жолы ретінде пайдаланушыға МББЖ көмегімен іріктелетін мәліметтердің бөлінбейтін бірлігі қолданылады.

Сегмент американдық мәліметтер базалары бойынша DBTG (Data Base Tack Group) ассоциациасы терминологиясы бойынша жазу деп аталады, сонымен қатар иерархиялық модель терминологиясы шеңберінде екі ұғым қолданылады: сегмент типі немесе жазу типі және сегмент экземпляры немесе жазу экземпляры.

Сегмент типі – ол өзі, яғни сегменттің өз құрамында қамтитын мәліметтер элементтерінің жиынтығы. Сегмент экземпляры мәліметтер жолдарының нақты мәндерінен тұрады. Иерархиялық модельде сегменттің әр типі бір текті жазулар жиынтығы ретінде ұйымдастырылады. Берілген жиынтықта жазуларды ажырату үшін әр сегмент типі өзінің кілттік атрибуттарына ие болу керек. Кілт – ол сегмент экземплярын бір мәнде айқындайтын мәліметтер элементтерінің жиынтығы.

Иерархиялық модельде сегменттер белгілі бір терек тәрізді граф түрінде ұйымдастырған.

… суретте әр деңгейдегі сегменттер терек түйіндері тәрізді көрсетілген, сегменттерді байланыстырып тұрған доғалар байланыстарды анықтайды. Ал иерархиялық құрылымға ену нүктесі терек түбірі деп аталады. Әр төменгі деңгейдегі сегмент үстіндегі сегментке қатысты логикалық түсінікте туынды деп саналады, ал жоғарыдағы сегмент аталық немесе бастапқы деп аталады. Кейде жоғарғы сегмент сегмент-ата (предок) деп, ал төменгі сегмент - ұрпақ (потомок) деп аталады.

Иерархиялық құрылым әрқашанда келесі талаптарға жауап беру керек:

· иерархия әр кезде тамырлық түйіннен басталу керек;

· әр түйін бірнеше осы түйіндегі объектті сипаттайтын атрибуттарды қамту керек;

· тәуелді түйіндер терекке қай жерінен болсын қосыла береді;

· әр екінші деңгейдегі түйін бірінші деңгейдегі тек бір ғана түйінмен жалғануы керек;

· бастапқы түйін өзіне тәуелді бірнеше туындалған түйіндерді қамти алады;

· егер түйін бірде бір тәуелді түйінді қамтымаса ол бастапқы болып саналмайды;

· әр түйінге ену тек бастапқы түйін арқылы жүргізіледі.

Иерархиялық модель ерекшеліктерін қарастырсақ, олар:

· пайдалану қарапайымдылығы;

· мәліметтердің тәуелсіздігі қамтамасыз етіледі;

· бұл модель желілік модельге қарағанда қарапайым және мәліметтерді пайдаланушы сұранысына қарай топтастыруды қамтамасыз етеді.

Кемшіліктері:

· сұраныстардың нақты түріне арналатындығы;

· төменгі деңгейде орналасқан сегменттерге сұраныс жасаудағы уақыттың көп кететіндігінде.

Мәліметтердің желілік моделі.

Желілік модель стандартын ең алғаш 1975 жылы CODASYL (Conference Of Data System Languages) ассоциациасы анықтады. Бұл ұйым осы модельдің базалық ұғымдарын және сипаттаудың формальды тілін анықтаған.

Модельдің базалық терминологиясына келесі ұғымдар жатады:

· мәліметтер элементі;

· жазу;

· мәліметтер жиынтығы.

11.2-сур. Желілік модель мысалы.

Аталған модельді қолданып мәліметтер базасын графикалық түрде көрсеткенде ²желі² түріндегі граф тұрғызылады. Граф төбелеріне ақпараттың жазу деп аталған құрамдық бірліктері сәйкес келеді. Жазу экземплярлары файл деп аталады. Әр МББЖ-де жазу құрылымдары әр түрлі болып келеді.

Барлық, желілік модельді қамтитын МББЖ-де жазу типтерінің жұптары арасында бірнеше байланыстар жарияланады. Бұл модельде байланыстар бағыты иерархиялық модельдегідей деңгейлерге байланысты емес, әр қалай ұйымдастырылады. Сондықтан байланыс мазмұны және атаулары әр кезде көрсетіліп отыруы керек.

Қарастырылып отырған модельде қолдану саласының объектілері желі ретінде ұйымдастырылады. Графикалық тұрғыдан желі төртбұрыштар және сызықтардан тұрады. Бұндай модельді ұсыну түрі жүйесін Чарьлз Бахман ұсынған. Әр жазу типі 0, 1 немесе бірнеше атрибуттарды қамтуы мүмкін. Сызық шыққан, яғни аталық, жазу жиынтық иесі деп, ал келесі сызық бағытталған немесе туындаған жазу жиынтық мүшесі деп аталады. (… сурет.) Сызық өз кезегінде жиынтық типі деп аталады. Бұл тип жазулар арасындағы логикалық өзара байланысты қамтиды.

N жиынтығы иесі

N жиынтығы

11.3-сурет. Желілік модель мысалы.

Қорытындылай келгенде, мәліметтер базаларының желілік моделі жалпы алғанда концептуалдық деңгейдегі граф түрінде көрсетіледі.

Желілік модельде қолданылатын типтік операциялар: жазуды табу, жазуды ағымдағы етіп белгілеу, оны қолданбалы программа буферіне өңдеу мақсатымен енгізу, жазудағы белгіленген өңделген элементтер мәндерін бұрыңғы элементтермен ауыстыру, өңделген жазуды қайтадан мәліметтер базасының жадысына сақтау.

ERwіn (Entіty-Relatіon – мән-байланыс) SQL Server, Sybase, Paradox, Іnformіx Progress, Іnterbase, Access, Clіpper, FoxPro және тағы да көптеген мәліметтер базаларын басқару жүйелері үшін мәліметтер базаларын құруға мүмкіндік береді.

Қосымшаның қызметші бөлігі үшін ERwіn мәліметтердің логикалық моделін (Bрwіn жүйесінен импорттау аркылы не болмаса басқа құралдар көмегімен тұрғызу жолымен) нормализацияны қамтамасыз етумен бірге тұрғызуға мүмкіндік береді. Осыдан кейін ERwіn жүйесі көмегімен таңдап алған мәліметтерді басқару жүйесінде бүтіндікті ескере отырып физикалық обьектілерді жасауға болады. Осыны пайдалана отырып логиканың модельмен нақты мәліметтер базасын сәйкесіне келтіру жедел түрде екі бағытта да қамтамасыз етіледі.

Сонымен қатар, ERwіn МББЖ-ң барлық мүмкіндіктерін, триггерлерді, сақталатын процедураларды қосқандағы, жүзеге асыруын қамтамасыз етеді және кез-келген платформа үшін автоматты түрде мәліметтер базасының өрнегін генерациялауды, не болмаса мәліметтер базасын құру сценариін-DDL (SQL тілінің платформа үшін процедуралық кеңейтілуінің скрипті) генерациялауды қамтамасыз етеді. DDL сценариінде кестелерді, индекстерді, триггерлерді және т.б. ақпараттық жүйелердіңүлессіз қызмет көрсетуін қамтамасыз ететңн обьектілерді құру процедуралары анықталалы, ал сценаридің өзі ER-диаграммасынан автоматты түрде құрылатын болады. Сонымен, мәліметтер базасын басқаруды ұйымдастыру үшін оған прграмма құру көркені түрде өрнектелген сурет негізінде программаны автоматты генерациялаумен ауыстырылады. Айта кететін жайт, көптеген Case-жабдықтары қода бар физикалық құрылым бойынша мәліметтер базасының өрнегін қайта түрғызуға болады (бүл шара кері жобалау немесе реинжиниринг деп аталады). Бірақ ERwіn тек кестелерді ғана қайта тұрғызумен шектелмейді, мәліметтер базасындағы индекстерге жүгініп кейбір байланыстарды да қайта тұрғыза алады.

ERwіn жүйесінде айрықша көңіл триггерлер мен сақталатын процедураларды тұрғызуға бөлінеді. Пайдаланушылар тригерлерін құруға арналған макростардың арнайы библиотекасы, бүтіндікті қолдауды жүзеге асыруды көздейтін тригерлер шаблондары бар.

Көлеміне байланысты өте үлкен проект құрылу жағдайында мақсатқа негізделген МББж ортасында мәліметтердің сөздігін сақтау мүмкіндігі беріледі, сонымен қатар, ұжымдық репозитарийге еркін кіруді қамтамасыз ететін клиенттік жұмыс орны бар.

Құжаттарды жүргізудің түрлі жабдықтар ERwіn-ге кестелердің сұранымдар үлгілерін және құрылған ақпарат жүйесі бойынша есеп берулердің бастапқы материалдары болып келетін мәліметтер мысалдарын ER-диаграммасына енгізу мүмкіндігін береді. Сонымен, ERwіn минималды шығындармен ақпараттық жүйенің қызмет көрсету ережелерін есепке ала отырып болашақ мәліметтер базасының құрылымын жобалауды, ол мәліметтер базасын түрлі платформаларда генерациялауды, мәліметтер базасын бір платформадан екіншісіне ауыстыруды, сонымен қатар, жай кестелерден мәліметтерді базаның бірден-бір серверіне ауыстыруды, кей жағдайда, клиенттік қосымшамен құжаттарын генерациялауды қамтамасыз етеді.

Әр-бір модель, сонымен қатар, „мән-байланысң моделі де бірнеше негізгі ұғымдардан тұрады. Осы ұғымдардан ары қарай жобалау барысында күрделі объектілер алдын-ала анықталған ережелер бойынша тұрғызыла бастайды. Бұл модель негізінен объектке бағытталған технологиялар тұжырымдамасымен сәйкес келеді. Аталған технология қазіргі кезде көптеген күрделі программалық жүйелерді жобалауда негізгі болып саналады.

ИНЖЕНЕРЛІК-ЭКОНОМИКАЛЫҚ» ФАКУЛЬТЕТІ