ПОӘК 042-14.2.07.1.20.5/03-2013
|
02.09.2010 № 1 басылым
03.09.2013 №2 басылым
|
беттің -сі
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
|
3 деңгейлі СМК құжаты
|
ОӘК
|
ПОӘК
042-14.2.07.1.20.5/03-2013
|
«Деректер базасының теориясы» пәнінің оқу-әдістемелік кешені
|
02.09.2010 ж
№1 басылым
орнына
03.09.2013
№2 басылым
|
«ДЕРЕКТЕР БАЗАСЫНЫҢ ТЕОРИЯСЫ»
пәнінен оқу-әдістемелік кешен
«5В060200» - « Информатика » мамандығына арналған
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
Семей
2013
мазмұны
1. Глоссарий
2. Дәрістер
3. Зертханалықу сабақтары
4. Студенттің өздік жұмысы
глоссарий
Бұл ОӘМ-да келесі терминдер және оларға түсініктемелер қолданылған:
1.1. Деректер базасы (ДБ) – бұл қандайда бір пәндік облысқа жататын құрылымдық деректердің аталынған жиынтығы.
1.2. Деректер базасын басқару жүйесі (ДББЖ) – бұл деректер базасын құру үшін, оларды актуалды жағдайда қолдау мен қажетті ақпаратты іздеуді ұйымдастыру үшін қажет программалық және тілдік әдістер кешені.
1.3. Өріс – ақпараттық бөлінбейтін өлшемі – реквизиттерге сәйкес келетін деректерді логикалық ұйымдастырудың элементарлық бірлігі.
1.4. Жазба - өрістердің логикалық байланысқан жиынтығы. Жазбаның көшірмесі – оның өрістерінің нақты мәндері құрамына кіретін жазбаларды жеке өңдеу.
1.5. Файл (кесте) – бір құрылымның жазбалар көшірмесінің жиынтығы.
1.6. Деректер моделі – деректер құрылымы мен оларды өңдеу операциялары жиынтығы.
1.7. Торап – қандайда бір объектіні сипаттайтын деректер атрибуттарынының жиынтығы.
1.8. Концепция жалпы мағынада процестер мен құбылыстарды зерттеудің қандай да бір жүйесін көрсетеді. Концепцияның құрама бөліктеріне принциптер мен әдістемелер жиынтығы жатады.
1.9. Әдістеме –мәселелерді шешу әдістерінің жиынтығы.
2. Дәрістер
Дәріс сабағының құрылымы:
Дәріс №1.
Дәріс тақырыбы: Деректер базасының архитектурасы
Деректерді интеграциялау концепциясына негізделген қазіргі ақпараттық жүйелер үлкен көлемді және құрылымы жағынан күрделі болып келеді. Олар көптеген пайдаланушылардың әртүрлі деңгейдегі талаптарын қанағаттандыруы тиіс. Кеңінен түсіндірер болсақ, деректер базасы дегеніміз – шынайы өмірдегі белгілі бір сала бойынша бар объектілер жайлы мағұлматтар жиынтығы. Шынайы өмірдің бір бөлігін пәндік аймақ деп айтуға болады. Бұл бөлік басқарудағы ұйымдастыру мәселелерін зерттеу үшін және соңында оның жұмыстарын автоматтандыру үшін қажет. Мысалы, кәсіпорын, жоғарғы оқу орындары және т.б. Деректер базасын құрғанда пайдаланушы әртүрлі белгілері бойынша реттеп, одан көптеген басқа да белгілердің жинақталуы бойынша таңдау жүргізе алады. Мұндай жұмысты деректер құрылымы тәртіптелген жағдайда ғана жүргізуге болады.
Қажетті деректер базасын жылдам жасауға рұқсат ететін әртүрлі программалар жиыны бар: Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox, dBase, InterBase, Oracle. Олардың ішінде Paradox пен dBase-да деректер базасы папкалар сияқты, ал әрбір кесте жеке файл сияқты анықталады, ал Access, InterBase және SQL-серверлерінің көпшілігі деректер базасынан тұратын бір үлкен файлды қолданады.
Деректер базасы – белгілі бір пәндік аумаққа жататын құрылымдық түрі бар деректердің атауы бар жинақ.
Деректер базасы үшін ақпаратты өңдеу және рұқсат алу тәсілдері бойынша, сонымен қатар деректер базасының орналасқан орны бойынша қосымшалар архитектурасы бірнеше түрлерге бөлінеді.
Жергілікті архитектура – программа және деректер базасы бір компьютерде орналасқан.
Файл-серверлік архитектура – деректер базасы сервер деп аталатын желідегі негізгі (орталық) болып бөлінген компьютерде орналасады. Ал клиенттік программалар орнатылған дербес компьютерлер оған жергілікті желі бойынша қосылған. Бұл архитектура бірнеше пайдаланушыларға бір деректер базасымен бір уақытта жұмыс істеу мүмкіндігін береді.
Клиент-серверлік архитектура – деректер базасы серверде сақталады және мұнда пайдаланушылар сұраныстарын өңдейтін деректер базасын басқару жүйесі (ДББЖ) жұмыс істейді. Бұл архитектурада пайдаланушылар деректер базасымен қойылған тапсырмаларды орындайтын және алынған нәтижені қайтаратын ДББЖ арқылы жұмыс істейді. Табылған деректер клиентке желі бойынша серверден клиентке қарай жіберіледі. Клиент – сервер архитектурасының ерекшелігі SQL – құрылымдық сұраныстар тілін пайдалану болып табылады. Бұл архитектура бірнеше пайдаланушыларға бір уақытта бір деректер базасымен жұмыс істеуге рұқсат етеді.
Таратылған архитектура – деректер базасы бірнеше серверлерде сақталады және олардың әрбіреуінде ДББЖ көшірмелері болады. Сонымен деректер базасы және клиенттік қосымшаларға ұқсас архитектурада қосымшалар серверлері және компоненттер қолданылады. Қосымшалар серверлері пайдаланушылар сұраныстарын өңдеуге және желідегі компьютерлер арасындағы жүктемені біркелкі бөлуге рұқсат етеді. Компоненттер – бұл бөлінген серверде күрделі есептеулерді орындау үшін қолданылатын программалар.
Интернет-архитектура – деректер базасы және ДББЖ бір компьютерде орналасады, ал оларға рұқсат алу желілік протокол стандарты бойынша броузерлер арқылы жүзеге асады.
«Файл-сервер» және «Клиент сервер» архитектураларының сұлбасы төменде көрсетілген.
1.1-сурет. «Файл-сервер» 1.2-сурет. «Клиент-сервер»
архитектурасы архитектурасы
Дәріс №2.
Дәріс тақырыбы: Деректерді ұсынудың модельдері
70-80 жылдардың соңында деректер базасын басқару жүйесінің дамуы негізінде деректерді ұсынудың әртүрлі модельдері пайда болды. Әрбір модельдің өзінің ерекшеліктері мен жетіспеушіліктері болды.
Деректер моделі деп берілген талаптарға сәйкес мәліметтерді интерпретациялауды жүзеге асыратын құралдарды айтамыз. Сонымен қатар, мәліметтер моделі мәліметтердің мағлұматтық мазмұнын көру мүмкіндігін беретін абстрактілі ұғым болып табылады.
Мәліметтер моделі екі класқа бөлінеді:
Мықты типтендірілген моделі, мұнда барлық мәліметтер қандай да бір категорияға қатысты болады.
Әлсіз типтендірілген моделі, категорияға қатысты ешқандай болжамдармен байланысты емес.
Деректер моделі деректердің құрылымдарының жиынтығының деректер бүтіндігін шектеу және деректермен операциялар жасау әрекеттерін орындайды.
Жалпы айтқанда, деректер моделі - деректер құрылымы жиынтығы мен оларды өңдеу операциялары. Деректер базасын басқару жүйелері иерархиялық, желілік және реляциялық модельдеуге немесе осы модельдердің белгілі бір жиынындағы комбинациясына негізделген.
Деректер моделінің үш негізгі типін қарастырайық: иерархиялық, желілік, реляциялық.
Иерархиялық деректерді моделдеу . Иерархиялық құрылым бір-бірімен белгілі бір ережелер бойынша байланысқан элменеттер жиынтығын береді. Иерархиялық байланыстағы объектілер бағытталған граф (төңкерілген ағаш) құрады. Оның түрі суретте бейнеленген.
Иерархиялық құрылымның негізгі ұғымдарына мыналар жатады: деңгей, элемент (түйін), байланыс. Түйін дегеніміз белгілі бір объектіні сипаттайтын деректер атрибуттарының жиынтығы. Сұлбада иерархиялық ағаштың түйіндері граф төбелері ретінде бейнеленген. Төменгі деңгейдегі әр түйін, жоғары деңгейдегі әр түйінмен ғана байланысқан. Иерархиялық ағаштың ешқандай төбеге бағынбаған, ең жоғарғы деңгейде орналасқан бір түйіні бар (ағаш түбірі). Бағыныңқы түйіндер екінші, үшінші т.б. деңгейлерде орналасады. Деректер базасындағы ағаштар саны түбір жазбалары санымен анықталады. Деректер базасы әрбір жазбаға түбір жазбадан тек бір жол болады (иерархиялық). Мысалы: 2.6.1-суретінде көрсетілгендей С4 жазбасы үшін өтетін жол А және В3 жазбалары арқылы өтеді.
1-сурет.Иерархиялық құрылымды деректер базасының графикалық бейнеленуі
Желілік деректерді моделдеу. Желілік құрылымда алдыңғы аталған негізгі ұғымдардағы (деңгей, түйін, байланыс) әр элемент кез-келген басқа элементпен байланыста бола алады. Иерархиялық модельдің жақсартылған түрі болып табылатын желілік модель көп қолданушылық режимде құрылатын модель. Деректерді желілік ұсыну элементарлы мәліметтер және олардың арасындағы қатынастар бағытталған желі түрінде көрсетіледі (төбелері – мәліметтер, доғалар - қатынастар). Мысалы, деректер базасында тапсырыстарды сақтауға арналған бір тапсырыс әртүрлі үш байланысқа қатынаса алады.
2-сурет. Желілік құрылымды деректер базасының бейнеленуі
Реляциялық деректерді моделдеу. Иерархиялық және желілік модельдердің жетіспеушіліктері деректердің реляциялық моделінің пайда болуына әкелді. Реляциялық модель әрекеті деректер базасының құрылымын оңайлатты. Мұндағы барлық мәліметтер жолдар мен бағандардан құралған қарапайым кесте түрінде көрсетілген.
Реляциялық деген ұғым (ағыл.relation - қатынас) деректер базасы жүйелерінің маманы белгілі американдық ғалым Е.Коддонның есімімен байланысты.
Бұл модельдер деректер құрылымының қарапайымдылығымен, пайдаланушыға ыңғайлы кесте түрінде сипаттайды және бұл модельде қатынастардың және деректерді өңдеуде реляциялық есептеулердің формальды алгебралық аппаратын қолдану мүмкіндігі бар.
Реляциялық модель деректерді екі өлшемді кесте түрінде ұйымдастыруға бағытталған. Әр реляциялық кесте екі өлшемді массив түрінде беріледі де, мына қасиеттерге ие болады:
кестенің әр элементі деректердің бір элементі;
кестедегі бағандардың барлығы біркелкі, яғни бағандағы барлық элементтер бір типке (сандық, таңбалық т.б.) және бәрінің ұзындығы бірдей;
әр бағанның өзіне тән аты бар;
кестеде бірдей жолдар жоқ;
кестеде жолдар мен бағандардың орналасу тәртібі әркелкі.
Қатынастар кесте түрінде беріледі. Кестедегі жолдар мен кортеж немесе жазба деп, ал бағандар қатынастар атрибуты немесе домен, өрістер деп аталады. Бір мәні жазбаны анықтайтын өрісті – қарапайым кілт (кілттік өріс) деп атайды. Егер жазбалар бірнеше өрістермен анықталса, онда мұндай кестенің құрамды кілті бар деп есептеледі. Екі реляциялық кестені ұйымдастыру үшін бірінші кестенің кілтін екінші кестенің кілтінің құрамына енгізу керек (кілттер бір-бірін қайталуы мүмкін). Басқа жағдайда бірінші кестенің құрылымына сыртқы кілтті енгізу қажет. Сыртқы кілт екінші кестенің кілті болады.
Дәріс №3.
Дәріс тақырыбы: Ақпараттық жүйелер және оның негізгі ұғымдары
Есептеу техникасы көптеген салалардың ішінен әсіресе, екі салада кең қолданылады. Бірінші сала - өте ұзақ немесе қолмен есептеуге келмейтін сандық есептеулердің орындалуы. Екінші сала – бұл ақпаратты өңдеуге арналған ақпараттық жүйе болып табылады.
Ақпараттық жүйе (АЖ) – ақпараттарды сақтауға, өңдеуге және көрсетуге қолданылатын, бір – бірімен байланысқан құралдардың, әдістер мен персоналдардың жиыны.
Мұндай жүйелер көлемі үлкен ақпараттармен жұмыс істейді және бұл ақпараттың құрылымы күрделі болып келеді.
Ақпараттық жүйенің классикалық мысалы ретінде банк жүйесін, авиация және теміржол билетін, қонақ үйде орынды алдын – ала сатып алу және т.с.с. автоматтандырылған жүйелерді қарастыруға болады.
Ақпараттық жүйе (АЖ) – ақпараттарды сақтауға, өңдеуге және көрсетуге қолданылатын, бір-бірімен байланысқан құралдардың, әдістер мен персоналдардың жиыны. Мұндай жүйелер көлемі үлкен ақпараттармен жұмыс істейді және бұл ақпараттың құрылымы күрделі болып келеді.
Жалпы ақпараттық жүйенің функциялары:
ақпаратты сақтау,
ақпаратты енгізу және өзгерту;
ақпаратты көру және іздеу;
берілген критерий бойынша ақпаратты іріктеу;
кез – келген формада есеп құжатын алу;
ақпараттың дұрыстығын қадағалау.
АЖ – ні екі класқа бөлуге болады.
Ақпаратты іздеу жүйесі – берілген іздеу критериі бойынша жалпы жиыннан мәліметтерді іздеуге бағытталған. Қолданушыға мәліметтердің өңдеу технологиясы емес, тек алынатын ақпарат ғана керек. Мысалы, қаладағы анықтау қызметіне телефон шалғанда, қолданушыға нақты ақпарат ғана керек.
Мәліметтерді өңдеу жүйесі – мәліметтерді өңдеуге бағытталған. Бұл жүйеде өңдеуден шығатын ақпарат болмауы немесе жүйе өңделген ақпараттың нәтижесін ғана беруі мүмкін. Мұндай жүйенің мысалы ретінде барлық региондардан мәліметтер жинайтын метереология қызметінің ақпарат жүйесін алуға болады. Қолданушыға бастапқы мәліметтер емес, олардың нәтижесі, яғни ауа – райы болжамы керек.
Дәріс №4.
Дәріс тақырыбы: Ақпараттық жүйенің түрлері
Ақпараттық жүйелер келесі түрлерге бөлінеді: фактографиялық, құжаттық, құжаттық – фактографиялық.
Фактографиялық жүйеде нақты өмірдегі объект жайлы мәліметтердің (атрибуттардың) дәл мәндері тіркеледі. Бұл жүйенің негізгі идеясы – объект жайлы барлық деректер (адамдардың аты – жөндері және заттардың атаулары, сандар, мерзім КК.АА.ЖЖЖЖ түрінде) беріледі. Фактографиялық АЖ – дегі ақпараттар қатаң құрылыммен беріледі, өйткені бұл компьютерге мәліметтерді бір – бірінен айыруға мүмкіндік туғызады. Сондықтан фактографиялық жүйе қойылған сұрақтарға бірмәнді жауап береді.
Құжаттық ақпараттық жүйесінде қандай да бір формалданған іздеу аппараты бар құжаттық жүйе мәтіндік құжаттар (статьялар, кітаптар, рефераттар, заң мәтіндері және т.б.) мен графикалық объектілерден құралады, бірақ қойылған сұрақтарға бірмәнді жауап бермейді. Жүйенің мақсаты – қолданушының сұранысына жауап ретінде сұраныстағы шартты қанағаттандыратын құжаттардың тізімін беру болып табылады. Мысалы, «синергетика» сөзі бар барлық статьялардың тізімін беру.
Құжат – фактографиялық жүйеде аралас жүйенің мәліметтері бөлек мәліметтерден, сонымен қатар, бүтін құжаттардан тұрады.
Сонымен, ақпараттық жүйенің мақсаты нақты өмірдегі объектілердің өзара байланысын ескере отырып, объектілер жайлы деректерді өңдеу болып табылады. Мәліметтер қоры теориясында мәліметтерді атрибуттар, ал объектілерді маңыздылықтар деп атайды. Объект, атрибут және байланыс – АЖ – нің іргелі түсініктері болып табылады.
Объект (маңыздылық) – бұл нақты өмірде бар және бір – бірінен айыруға болатын «нәрсе», яғни аталуы және өзіне ұқсастардан айыратын тәсілдерден тұратын «нәрсені» объект деп атауымызға болады. Мысалы, әрбір мектеп бұл объект. Объект ретінде сондай – ақ адам, мектептегі сынып, фирма, химиялық қосындылар және т.с.с. бола алады. Нақты өмірді бейнелейтін абстрактілі түсініктер де объект бола алады. Мысалы, оқиға, өнер шығармасы, театр қойылымы, кітаптар, кинофильмдер және т.с.с.
Атрибут (мәліметтер) – бұл объектіні сипаттайтын анықталған көрсеткіш және бұл объектнің нақты экземпляры үшін санды, мәтінді немесе басқа мәндерді қабылдайды. Мысалы, фирма шығаратын өнім объект болсын. Бұл өнімнің мәліметі ретінде оның аталуы, түсі, салмағы және т.с.с. бола алады.
Объект жайлы ақпарат құрылымды болуы тиісті, өйткені компьютерде құрылымды ақпаратты өңдеу оңай. Құрылымды ақпарат – бұл мәліметтердің көрініс тәсілдеріне қандайда бір келісімді енгізу болып табылады. Мысалы, мәтіндік файлдар компьютердің ұтымды өңдеуіне жарамсыз болып келетін «құрылымсыз» немесе «әлсіз құрылымды» ақпараттардан тұрады.
Достарыңызбен бөлісу: |