Білім беру бағдарламасының студенттері үшін «деректер қорын басқару жүйелері»
жүктеу/скачать 0,98 Mb.
|
Деректер қорын басқару
- Бұл бет үшін навигация:
- ДӘРІС 13-14. Мәліметтер қорын жобалау
| Бақылау сұрақтары:
Мәліметтер қорының құрылымы мәліметтердің берілуінің қай деңгейінде сипатталады? Мәліметтердің берілуінің қандай деңгейі тасымалдағыштағы мәліметтердің орналасу тәсіліне сәйкес? МҚ берілуінің қанша деңгейі бар? Пайдаланушы деңгейінде мәліметтер қоры қандай түрге ие болады? ДӘРІС 13-14. Мәліметтер қорын жобалау Жоспар: 1.Мәліметтер қоры құрылымына әкімшілік жасаудың модельдері, әдістері және программалық құралдары. 2.Мәліметтер тұтастығын бақылау. 3.Мәліметтер қорында ақпараттарды қорғау. Мәліметтер қорымен жұмыс істейтін ақпараттық жүйелердегі жалпыға арналған программалық қамтамасыз ету мәліметтер қорын басқару жүйесі (МҚБЖ) деп аталады. Мәліметтер қорын басқару жүйелері – бұл мәліметтер қорын құруға, енгізуге және өңдеуден өткізуге арналған тілдік және программалық құралдардың кешені. Әлемде МҚБЖ-ның 1000-нан астам түрі бар. Мәліметтер қорын басқарудың әр алуан жүйелері мәліметтердің әр түрлі модельдерін пайдаланады. Мәліметтер қорының әр түрлі модельдеріне негізделген МҚБЖ-лардың мысалдарына төмендегілер жатады: Иерархиялық модель – IMS PC/Focus, Team-UP, Data Edge; Желілік модель- IDMS, db-Vista III; Реляциялық модель - Dbase, DB2(IBM), FoxBase және FoxPro (Fox Software), Paradox, Dbase for Windows жәнеInterBase (Borland), Visual FoxPro және Access (Microsoft), Clarion (Clarion Software), Ingress (ASK Computer Systems), Oracle (Oracle), Informix; Постреляциялық модель - Bubba, DasDb; Көпөлшемді модель - EssBase (Ardor Software), Media Multi-matrix (Speedware), Oracle Express Server (Oracle), Cache (InterSystems); Объектілі бағытталған модель – POET( POET Sofyware),Jasmine (Computer Associates), Versant (Versant Technologies), 02 (Ardent software), Iris, Orion, Postgress,ODB-Jupiter. Мәліметтер қорының сервері ретінде келесі МҚБЖ-ларболуы мүмкін: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Serve (Gupta), Intelligent DataBase (Ingress), Oracle, Informix көптеген пайдаланушыларға арналған МҚБЖ болып табылады, ол текті емес ортада жұмыс істейді (әртүрлі ЭЕМ мен ЖЖ). МҚБЖ-ның негізгі қызметіне келесілер жатады: мәліметтерді құру және бақылау; мәліметтерді қорғау және бақылау; көптеген пайдаланушылардың мәліметтерге қол жеткізуі; пайдаланушыға мәліметтерді манипуляциялау мүмкіндігін ұсыну; қолданбалы программаларды құру мүмкіндігі. Мәліметтерді құру мен бақылау мәліметтер сөздігінің көмегімен орындалады. Мәліметтердің сөздік/каталогы мәліметтердің құрылымы, мәліметтердің типтері, оларды ұсыну форматтары, мәліметтердің өзара байланысу сұлбалары, пайдаланушылар, мәліметтерді қорғау мен оларға қол жеткізу кодтары туралы ақпаратты орталықтандырылған түрде сақтауға арналған. Көбінесе сөздіктің қызметін МҚБЖ-лар орындайды және олар жүйелік мәзірден шақыртылады немесе утилиттері арқылы орындалады. Мысалы, Orion атты оқу мәліметтер қорының келесі түрдегі сөздігі болуы мүмкін: SYSTABLES NAMECREATORCOLCOUNT Salespeople AGU 4 Customers AGU 3 Orders AGU 5 SYSCOLUMNS NAMETBNAME COLTYPE Snum Salespeople Integer Sname Salespeople Char City Salespeople Char Manager Salespeople Integer Cnum Customers Integer Cname Customers Char City Customers Char Onum Orders Char Amount Orders Real Date Orders Data Cnum Orders Integer Snum Orders Integer Реляциялық МҚБЖ-ларда мәліметтер сөздігі реляциялық кестелер жинағы түрінде Сөздік/каталог мәліметтердің анықтамаларын мәліметтердің өзінен бөлек түрде қолдауға мүмкіндік береді, сол арқылы мәліметтердің тұтастығын қамтамасыз етеді. Мәліметтерді қорғау мәліметтерге рұқсатсыз қол жеткізуді болдырмау мақсатында парольдауды, кодтауды (шифрлеу) және мәліметтердің кейіптеулерін құруды қамтамасыз етеді. Мәліметтерді деңгейіндегі тұтастық мен қарама-қайшылықсыздық мәліметтер элементтерінің мәніне шектеулер қоюмен, сондай-ақ мәліметтер қорына өзгерістер енгізу кезінде резервтік көшірмелерді автоматты түрде құру арқылы қамтамасыз етіледі. Сілтемелер деңгейіндегі тұтастық сыртқы кілттердің мәндері үшін әрдайым соған сәйкес бастапқы кілттердің мәндері болуы тиіс дегенді білдіреді. Бастапқы кілті бар кестелердегі, осы бастапқы кілтке сілтемелер (сыртқы кілттер) бар кестелердегі жазбаларды өзгерткен кезде немесе жойғанда МҚБЖ сыртқы кілттер мәндеріне «ауада» тұрып қалмас үшін сәйкес өзгертулер жасалуын бақылап отырады. Бұл жағдайда сыртқы кілттердің сәйкес мәндері бар жазбалар жойылады, немесе оларға Null-мәндер не келісім бойынша мәндер беріледі, немесе олар өзгеріссіз қалады. Бұл амалдар CREATE TABLE, DROP TABLE және ALTER TABLE командаларында қарастырылған. Сілтемелер деңгейіндегі мәліметтер тұтастығын сақтау 26-суретте көрсетілгендей мәліметтер қорындағы каскадты өзгеріске алып келуі мүмкін.
Кесте А
Кесте В
Кесте С
Мәліметтерге қол жеткізу мүмкіндігі көптеген пайдаланушыларға мәліметтер қорына жылдам және тиімді түрде жүгінуге мүмкіндік береді. МҚБЖ көптеген пайдаланушылар бір мезгілде қол жеткізуге ие болған жағдайда пайдаланушының бірі мәліметтерге жүгінсе, енді бірі сол кезде оларға өзгертулер енгізіп жататындай келіспеушілік оқиғалардың туындамауын бақылап отырады. МҚБЖ пайдаланушыларға мәліметтерді манипуляциялауға, мәліметтер қорынан тікелей есеп берулерді сұрауға және алуға, сондай-ақ мерзімді есеп берулерді құрастыру үшін сұраныстарды сақтаудың мол мүмкіндіктерін ұсынады. Көптеген МҚБЖ-ларда қосымшаларда жасауға арналған ішіне орнатылған программалау тілдері болады. Бұл қосымшалар exe-файлдар тәрізді мәліметтер қорымен дербес түрде, немесе сол МҚБЖ-ның құрамында жұмыс істеуі мүмкін. МҚБЖ-ның мәліметтермен жұмыс істеу қызметтері екі тілде қамтамасыз етіледі: мәліметтерді сипаттау тілі; мәліметтерді манипуляциялау тілі. Бұл тілдер көптеген МҚБЖ-ларда екі түрде QBE (Query by Example) үлгісі бойынша сұраныс жасау тілі ретінде және SQL (Structured Query Language) тілі ретінде жүзеге асырылған. QBE және SQL тілдерінің теориялық негізі реляциялық есептеу болып табылады. QBE тілі пайдаланушыларға мәліметтер қорын құру мен манипуляциялау үшін сауалнама формаларын ұсынады, оларды толтыру жұмысты жеңілдетеді. Тағы да бір айта кететін нәрсе, физикалық деңгейде әр түрлі МҚБЖ-лар мәліметтерді ұсынудың әр түрлі форматтары болады. Әр алуан МҚБЖ-лардың мәліметтері өзара үйлесімділігі үшін арнайы интерфейстер, драйверлер әзірленеді. Мысалы, Microsoft фирмасы ODBC (Open Database Connectivity) драйверін әзірлеп шығарды, ол аса кең тараған МҚБЖ-лар форматтарында мәліметтер қорымен жұмыс жүргізуге мүмкіндік береді. Көптеген МҚБЖ-лардың басқа форматта ұсынылған мәліметтер қорын оқуға арналған қоса орнатылған интерфейстері бар. МҚБЖ-ға программалардың келесі негізгі түрлері жатады: толық қызметті МҚБЖ; МҚ серверлері; МҚ клиенттері; МҚ-мен жұмыс істеу бағдарламаларын жасау құралдары. Толық қызметті МҚБЖ (ТҚМҚБЖ) алдымен үлкен машиналарға арналып, кейіннен мини-машиналар мен ДЭЕМ-дерге арналып пайда болған дәстүрлі МҚБЖ болып табылады. Барлық МҚБЖ-лардың арасында қазіргі заманғы толық қызметті МҚБЖ саны жағынан көп және өзінің мүмкіндіктері бойынша аса қуатты болып табылады. Толық қызметті МҚБЖ-ларға, мысалы, Clarion Database Developer, DataBase, Dataplex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro және Paradox R: BASE сияқты пакеттер жатады. Әдетте ТҚМҚБЖ-лардың меню командалары арқылы МҚ-мен негізгі әрекеттерді орындауға мүмкіндік беретін дамыған интерфейсі болады: кестелердің құрылымын құрып, түрлендіруге, мәліметтерді енгізуге, сұраныстарды құрастыруға, есеп берулерді әзірлеуге, оларды басып шығаруға және т.б. сұраныстар мен есеп берулерді құрастыру үшін прогаммалаудың қажеті жоқ, оның орнына QBE (Query by Example – үлгі бойынша сұраныстарды құрастыру) тілін қолданған ыңғайлы. Көптеген ТҚМҚБЖ-ларға кәсіби құрастырушыларға арналған программалау құралдары кіреді. Кейбір жүйелердің қосалқы құралы ретінде МҚ сұлбаларын жобалаудың қосымша құралдарында немесе СASE-ішкі жүйелерінде болады. Басқа МҚ-ларға немесе SQL-серверлердің мәліметтеріне қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін толық қызметтік МҚБЖ-ларды факультативтік модульдер болады. МҚ серверлері ЭЕМ желілерінде мәліметтерді өңдеу болып орталықтарын құруға арналған. Қазіргі кезде МҚ-лардың бұл тобының аз болып табылады алайда олардың саны біртіндеп артуда. МҚ серверлері басқа программалар (клиенттер) сұратқан мәліметтерді басқару қызметтерін SQL операторларының көмегімен жүзеге асырады. Келесі бағдарламалар МҚ серверлерінің мысалы болып табылады: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta), Intelligent Database (Ingress). Жалпы жағдайда МҚ серверлері үшін клиенттік программалар ретінде әртүрлі программалар қолданылуы мүмкін: ТҚМҚБЖ, электронды кестелер, мәтіндік процессорлар, электронды пошта программалары және т.б. Бұл жағдайда «клиент – сервер» жұбының элементтері бір немесе бірнеше программалық қамтамасыз етудің өндірушілеріне жатуы мүмкін. Клиенттік және серверлік бөліктер бір фирмада жасалған жағдайда олардың арасындағы қызметтердің үлестірілуі ұтымды түрде орындалған деп күту табиғи нәрсе. Қалған жағдайларда, әдетте, мәліметтерге «қандай жолмен болсын» қол жеткізуді қамтамасыз ету мақсаты көзделеді. Келесі жағдай осындай қосылыстың мысалы болып табылады: көп қызметтік МҚБЖ-лардың бірі сервер рөлін, ал екінші МҚБЖ (өзге фирма өндірген) – клиент рөлін атқарады. SQL Server (Microsoft) МҚ сервері үшін клиенттік (ауқымдық) программалар ретінде көптеген МҚБЖ-лар болуы мүмкін, мысалы: dBASE IV, Blyth Software, Paradox, DataEase, Focus,1-2-3, MDBS ІІІ, Revelation және басқалары сияқты. МҚ-лармен жұмыс істеу программаларын жасау құралдары келесі бағдарламалардың әралуан түрлерін: клиенттік программаларды; МҚ серверлері мен олардың жекелеген компоненттерін; пайдаланушылардың қосымшаларын құрастыруға қолданылуы мүмкін. Бірінші және екінші түрдегі программалар саны жағынан аздау болып келеді, себебі олар негізінен жүйелі программалаушыларға арналған. Үшінші түрдегі пакеттер көптеп саналуда, алайда олардың саны толық қызметтік МҚБЖ-ларға қарағанда аз. Пайдаланушы қосымшаларын жасау құралдарын программалау жүйелері жатады, мысалы Clipper, түрлі программалау тілдеріне арналған әртүрлі программалау кітапханалары, сондай-ақ әзірлемелерді (соның ішінде клиент-сервер типіндегі жүйелерді) автоматтандыру пакеттері. Аса кең тараған құралдар ретінде келесі құрал-жабдықтық жүйелерді атап кетуге болады: Delphi және Power Builder (Borland), Visual Basic (Microsoft), SILVERRUN (Computer Advisers Inc.), S-Designor (SDP мен Powersoft) және ERwin (LogicWorks). Жоғарыда аталған құралдармен қатар мәліметтерді басқару мен МҚ қызмет көрсетуді ұйымдастыруға арнап түрлі қосымша құралдар, мысалы, транзакциялар мониторлары қолданылады (4.2 ішкі бөлімін қараңыз). МҚБЖ-ларды қолдану сипаты бойынша дербес және көп пайдаланушыға арналған деп бөлінеді. Дербес МҚБЖ-лар әдетте, дербес МҚ-лары мен олармен жұмыс істейтін онша қымбат емес қосымшаларды жасау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Дербес МҚБЖ-лар немесе олардың көмегімен жасалған қосымшалар көбінесе көп пайдаланушыға арналған МҚБЖ-ның клиенттік бөлігі ретінде қызмет атқаруы мүмкін. Дербес МҚБЖ-ларға, мысалы, Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access және т.б. жатады. Көп пайдаланушыға арналған МҚБЖ-ларға МҚ сервері мен клиенттік бөлігі кіреді және, әдетте, бір текті емес (ЭЕМ-дер мен амалдық жүйелері әртүрлі болып келетін) есептеу жүйесінде қызмет ете алады. Көп пайдаланушыға арналған МҚБЖ-ларға, мысалы Oracle мен Informix МҚБЖ-лар жатады. Қолданылатын мәліметтер моделі бойынша МҚБЖ-лар (МҚ тәрізді) иерархиялық, желілік, реляциялық, объектілі-бағытталған және басқа түрлерге бөлінеді. Кейбір МҚБЖ-лар бір мезгілде бірнеше мәліметтер моделіне қолдау көрсете алады. Пайдаланушы тұрғысынан МҚБЖ ақпаратты сақтау, өзгерту (толықтыру, редакциялау және алып тастау) және өңдеу қызметтерін сондай-ақ түрлі баспа құжаттары жасау мен алу қызметтерін жүзеге асырады. Мәліметтер қорында сақталған ақпаратпен жұмыс істейтін МҚБЖ программалар мен пайдаланушыларға келесі екі тілі ұсынады: мәліметтерді сипаттау тілі – мәліметтердің логикалық құрылымын сипаттауға арналған декларативтік типтегі жоғары деңгейлі процедуралық емес тіл; мәліметтерді манипуляциялау тілі – мәліметтерімен негізгі амалдарды: енгізу, модификациялау және сұраныс бойынша мәліметтерді таңдауды, орындауды қамтамасыз ететін құрылымдардың жиынтығы. Аталған тілдердің түрлі МҚБЖ-ларда өзара айырмашылықтары болуы мүмкін. Стандартталған екі тіл аса кең таратылған: QBE (Query By Example) – үлгі бойынша сұраныс тілі және SQL (Structured Query Language) – сұраныстардың құрылымдалған тілі. QBE негізінен мәліметтерді манипуляциялау тілінің қасиеттерінен тұрады, ал SQL өзінде екі түрдегі тілдердің қасиеттерін – мәліметтерді сипаттау және манипуляциялау қасиеттерін жинақтаған. МҚБЖ-ның жоғарыда аталған қызметтері, өз кезегінде, одан төмен деңгейдегі келесі негізгі қызметтерді қолданады: сыртқы жадыдағы мәліметтерді басқару; жедел жадының буферлерін басқару; транзакцияларды басқару; МҚ-дағы өзгертулер журналын жүргізу; МҚ-ның тұтастығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету. Оларды төмен деңгейлі деп атайық: Қазіргі МҚБЖ-ларда аталған қызметтерді жүзеге асырудың қажеттілігі мен ерекшеліктеріне қысқаша сипаттама беріп кетейік. Әртүрлі жүйелерде сыртқы жадыдағы мәліметтерді басқару қызметтерінің жүзеге асырылуы ресурстарды басқару деңгейінде де (ОЖ файлдық жүйелерін немесе ДЭЕМ құрылғыларын тікелей басқаруды қолдану арқылы), мәліметтерді басқару алгоритмдердің логикасы бойынша да ажыратылуы мүмкін. Мәліметтерді басқару әдістері мен алгоритмдері негізінен МҚБЖ-ның «ішкі шарасы» болып табылады және оларды пайдаланушыға тікелей қатысы жоқ. Осы қызметін жүзеге асырылу сапасы арнайы АЖ-лардың мысалы, орасан зор МҚ-лармен, күрделі сұраныстармен, мәліметтерді өңдеуде өткізудің үлкен мөлшерімен жұмыс істеуінің тиімділігіне аса зор әсерін тигізеді. Мәліметтерді буферлеу және соның салдарынан жедел жады буферлерін басқару қызметін жүзеге асырудың қажеттілігі жедел жады көлемінің сыртқы жады көлеміне қарағанда біз болуымен негізделген. Буферлер сыртқы және жедел жадының арасындағы алмасуды жеделдетуге арналған жедел жадыны саласы болып табылады. Буферлерде МҚ үзінділері уақытша сақталады, олардағы мәліметтер МҚБЖ-ға жүгінген кезінде пайдаланылады немесе өңдеуден өткізгеннен кейін мәліметтер қорына жасыру жоспарланады. Транзакциялардың механизмі МҚБЖ-да қордағы мәліметтердің тұтастығын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Транзакция деп МҚБЖ басынан аяғына дейін қадағалап отыратын МҚ-дан мәліметтерімен жүргізілетін амалдардың қандай да бір бөлінбейтін тізбегі аталады. Егер де қайсыбір себептермен (құрал-жабдықтың істен шығуы және тоқтап қалуы, қосымшаны қоса алғанда, программалық қамтудың қателіктерін) транзакция аяқталмай қалса, онда оның жұмысы тоқтатылады. Транзакцияға негізгі үш қасиет тән болып келеді деп айтады: атомарлық (транзакцияға кіретін барлық амалдар орындалады немесе бірде-бір амал орындалмайды); топтамалануы (сериалдануы) (бір мезгілде орындалатын транзакциялардың өзара әсері жоқ); ұзақ мерзімділігі (тіпті жүйе күйреген жағдайдың өзінде бекітілген транзакция қорытындылары жоғалып кетпейді). Транзакцияның мысалы ретінде банктік жүйеде бір есепшоттағы ақшаны екіншісіне аудару амалын айтуға болады. Бұл жерде, ең болмағанда екі қадамдық үдеріс қажет. Алдымен бір есепшоттағы ақша алынады, сосын олар екінші есепшотқа салынады. Егер әрекеттердің біреуі сәтсіз орындалса, әрекеттің нәтижесі дұрыс болмайды және шоттардың арасындағы теңгерім бұзылады. Транзакцияның қатар түрде орындалатын бір пайдаланушыға арналған және көп пайдаланушыға арналған МҚБЖ-ларда транзакцияларды бақылау өте маңызды. Соңғы жағдайда транзакциялардың топтамалануы туралы айтылады. Қатар орындалатын транзакциялардың топтамалануы деп транзакцияларды жүзеге асырудың қосынды әсері оларды біртіндеп орындаудың әсеріне тепе-тең болатындай етіп құруды айтады. Оларды орындау жоспарын (сериялық жоспарды) құруды түсінеді. Транзакциялар қоспасын қатар орындаған кезде келіспеушіліктер (блоктаулар) туындауы мүмкін, олардың шешу МҚБЖ-ның қызметіне жатады. Мұндай жағдайлар табылған кезде әдетте бір немесе бірнеше транзакциямен орындалған өзгерістердің күшін жою арқылы «қайта шегіндіру» жүргізіледі. МҚ-ғы өзгертулер журналын жүргізу (өзгертулерді журналдау) МҚБЖ ақпараттық істен шығулар мен тұрып қалулар, сондай-ақ программалық қамтуда қателер болған жағдайда қордағы мәліметтердің сақталу сенімділігін қамтамасыз ету үшін орындалады. МҚБЖ журналы дегеніміз – бұл пайдаланушының тікелей қолы жетпейтін және мәліметтер қорындағы барлық өзгерістер туралы ақпаратты жазу үшін қолданылатын ерекше МҚ немесе негізгі МҚ-ның бөлігі. Әртүрлі МҚБЖ-ларда журналға әртүрлі деңгейлердегі МҚБЖ-дағы өзгерістерге сәйкес келетін жазбалар, яғни сыртқы жадының бетін модификациялаудың ішкі ең кіші амалынан бастап МҚ модификациялаудың логикалық амалдарына (мысалы, жазбаны салу, бағанды жою, өрістегі мәнді өзгерту) және транзакцияларына дейін енгізілуі мүмкін. МҚ-ға өзгертулер журналын жүргізу қызметін тиімді орындау үшін журналдың өзін жұмыс қалпында ұстау және сақтау сенімділігін қамтамасыз ету қажет. Кейбір жағдайларда жүйеде журналдың бірнеше көшірмелері сақталады. МҚ-ның тұтастығын қамтамасыз ету, әсіресе МҚ-ны желілерде пайдалану үшін, МҚ-ның табысты түрде қызмет етуінің қажетті шарты болып табылады. МҚ-ның тұтастығы дегеніміз – мәліметтер қорында пәндік саланы толық қарама-қайшылықсыз және дұрыс көрсететін ақпарат бар екендігін білдіретін мәліметтер қорының қасиеті. МҚ-ның тұтастығын қолдауға оның бүтіндігін тексеру және мәліметтер қорында қарама-қайшылықтар анықталған жағдайда оның қалпына келтірулер жатады. МҚ-ның тұтас жағдайы бүтіндігін шектеу арқылы қорда сақталып жатқан мәліметтер қанағаттандыруы тиіс болатын шарттар түрінде сипатталады. Аталған шарттарының мысалы өздері туралы мәліметтер МҚ-да сақталатын объектілер атрибуттарының мүмкін болатын мәндерінің диапазондарын шектеу немесе реляциялық МҚ-лар кестелерінде қайталанып отыратын жазбалардың болмауы болып табылуы мүмкін. Қауіпсіздікті қамтамасыз етуге МҚБЖ-да қолданбалы программаларды, мәліметтерді шифрлеумен, парольмен қорғаумен, мәліметтер қорына және оның жекелеген элементтеріне (кестелерге, формаларға, есеп берулерге және т.б.) қол жеткізу деңгейлерін қолдаумен қол жеткізіледі. жүктеу/скачать 0,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|