Сабақ кестені автоматты түрде әзірлеу процесін үлгілеу 1 Мәліметтер қоры және оларды жобалау технологиясы

1. 
   Мәліметтер қорын жобалау технологиясы
   

Мәліметтер қоры 60 жылдары, бағдарламалық индустрия процесінің өндірістік әдіспен бағдарламалық өнім шығару процесінде пайда болды. Кез келген дамып келе жатқан білім саласына тиесілі информатиканың дамуына басты әсер ететін тенденциялардың әсерімен қарқынды дамыды. Мұндағы білім саласы: тілдесу және диференция немесе мамандандыру және унификация бөлімдерінен тұрады. 60 жылдардағы операциялық жүйелері біртіндеп дайындалған барлық маңызды және жалпы әр түрлі жүйелік есептеу ресурстарымен басқарылатын бағдарламалар және біркелкі объектілі форматтағы бағдарламалық модульдердегідей мәліметтер қорын басқару жүйесінде (МҚБЖ) де әр түрлі бағдарламаларға тең басқару функциялары, олармен сақтау жұмыстарын жасау әдістері бірдей және бұл жазбаларды физикалық түрде сақтау құрылымдарынан логикалық тәуелсіз бағдарламаларды орталықтандырып құруды мүмкін етті. Бұл орталықтандыру тек қана бағдарламалау өндірісіне ғана емес жалпы өндірістің де стандарттау және мамандандырудың арқасында эффектілі арту тенденциясына әкелді. МҚБЖ-ға сол кездегі екінші сатылы бағдарламалық жасақтаманы қолданушы өзі жазған бағдарламаның «монологтармен» ауысу режимінде ғана белгілі болды. Сол кезде мәліметтер қорының жалпыға ортақ классикалық түсінігі «ұжымдық қолданылатын және интеграциялық сақтау ақпараттары, ол жады құрамын оптимизациялауға бағытталған мәліметтерді жүйелейді және сақталатын мәліметтер құрылымын өңдейтін бағдарламаға тәуелсіздігін қамтамасыз етеді» деген түсінігі пайда болды. МҚ-дағы ақпарат:

1) қарама-қайшылықсыз;

2) артықшылықсыз;

3) бүтіндік қасиеттерне ие болу керек.

Мәліметтер қорын жасауда жұмыстардың төмендегі кезеңдері

орындалады:

1. Кесте өрісінің атауларын анықтау;

2. Кестелерге тікелей енгізу не пішімдердің көмегімен мәліметтер кестесін

толтыру;

орнату.

1. Мәліметтерді реттеу;

2. Фильтерлеудің көмегімен қажетті мәліметті алу;

3. Мәліметтерді экрандық түрде қарап шығу.

Мәліметтер қорын құрғанда оған қандай мәліметтер енгізілетінін, қалай сақталатынын, қандай өрістер түйінді болатынын, оларға қалай шығуға болатынын және өрістердің типін айқындау керек. Бұл процесс мәліметтер қорын жобалау деп аталады. Жобалау компьютердің көмегінсіз жасалады.

Жобалау – бұл мәліметтер қорын теориялық түрде құру.

Мәліметтер қоры жобалауға мәліметтерді ұйымдастыруды 3 кезеңде:

ақпаратты – логикалық (инфологиялық), даталогиялық (концепталдық) және физикалық деңгейлерде қарастыру қабылданған. Бұл деңгейлерге пәндік саланың инфологиялық, концептуалдық және физикалық модельдері сәйкес келеді. Жобалаудың бүкіл процесін 3 кезеңге бөлуге болады. Мәліметтер қорын құрғаннан кейін жазбалармен келесі: жазбаларды қосу және өшіру, түзету, ақпарат іздеуді жүзеге асыру, сұрыптау, сұрау бойынша есеп беру амалдарын орындауға болады. Ақпарат іздеу іздеу шарты бойынша жүзеге асырылады. Іздеу шарты логикалық өрнек түрінде жазылады.

Ақпаратты жылдам табу үшін мәліметтер қорындағы жазбаларды сұрыптап алған жөн. Жазбаларды өрістері бойынша өсу немесе кему ретінде алфавиттік ретте сұрыптап, тек содан кейін ғана өздеріңе қажет категориялар бойынша ақпарат алуларыңа болады.

Компьютерлік мәліметтер қорын бірнеше әдістермен құруға болады:

1. Программалаудың алгоритмдік тілдері Basic, Pascal, C++ т.с.с. көмегімен. Бұл әдісті тәжірибелі прораммалаушылар ерекше мәліметтер қорын

құру үшін қолданады;

2. Программалау ортасы көмегімен, мысалы Visual Basic, Delphi. Бұл әдіс программалау іскерлігін және программалау ортасында жұмыс жасау дағдысын қажет етеді. Оның көмегімен мәліметтер қорын жасаудың жеке ерекшеліктерін талап ететін мәліметтер қорын құруға болады. Мұндай мәліметтер қорын тәжірибелі қолданушылар үшін құрады;

3. Мәліметтер қорын басқару жүйесі (МҚБЖ) деп аталатын арнайы программалық жабдық көмегімен құруға болады. Бұл жүйе компьютерде жұмыс жасау іскерлігін ғана қажет етеді.

Мәліметтер қорымен әртүрлі операциялар орындауға мүмкіндік береді:

1. Мәліметтер қорын құруға және оларға ат қойып, дискіде сақтауға;

2. Cақталған мәліметтер қорын ашу және оларды түзету;

3. Мәліметтер қорына жазбаларды, өрістерді қосуға;

4. Мәліметтер қорындағы жазбаларды, өрістерді өшіруге;

5. Жазбалардың, өрістердің мазмұнын көшірмелеуге және ауыстыруға;

6. Мәліметтер қорындағы жазбаларды қарауға және іздеуге;

7. Жазбалардың мазмұнын өсу немесе кему реті бойынша сұрыптауға;

8. Берілген параметрі бойынша немесе үнсіз келісім бойынша сұрыптауға;

9. Есеп беруді басуға, яғни принтерге шығаруға.

Әдетте мәліметтер қорымен жұмыс істейтіндерді екі категорияға бөлуге

болады:

2. Екінші категориядағы мәліметтер қорымен жұмыс атқарушылар – қолданушылар. Олар жобалаушы құрған дайын мәліметтер қорды толтырумен айналысады.

Осыған сәйкес мәліметтер қорымен жұмыс істеудің екі режимі бар: біріншісі мәліметтер қорын құрып, оның құрылымын өзгертіп, оның обьектілерін құруға арналған болса, екіншісі дайын мәліметтер қорын пайдалануға арналған.

Мәліметтер схемасын даярлау. Тапсырыс берушінің тұтынатын мәліметтерінің негізгі бөлігін анықтап алып, мәліметтер қорының құрылымын дайындауға болады. Мәліметтер қорын оның негізгі обьектісі – кестелерінің құрылымын дайындаудан бастайды.

1. Жұмыс негізгі өрістер тізімін құрудан басталады (олардың саны жүздеген өрістерді қамтуы мүмкін).

2. Әр өріске қандай мәлімет орналасқанына қарай ондағы мәліметтердің типтері анықталады.

3. Жалпы тізімдегі өрістерді негізгі кестелерге орналастырады. Егер кестенің қайсыбір өрісіндегі жазбалар қайталанатын болса, онда бұл кестені екі бөлікке бөледі.

4. Әрбір кестеде түйінді өріс белгіленеді. Мұндай өріс ретінде мәліметтері қайталануы мүмкін емес өріс алынады.

5. Егер өрістер тізімінде мұндай өріс болмаса, оны әдейілеп құруға болады.

6. Қағаз бен қарындаштың көмегімен кестелер арасындағы байланысты сызып көрсетіледі. Кілтті өрістер кестелерде майлы қаріппен көрсетіледі. Мұндай сызба мәліметтер схемасы деп аталады.

7. Кестелер арасындағы байланыс бірнеше типті болады: бірден біреуге және бірден көпке. Бір жағында әрқашан да түйінді өріс тұрады (қайталанбайтын айрықша мәнді). Көп жағындағы сол өрістің мәні бірнеше рет қайталанады.

8. Мәліметтер схемасын жасаумен мәліметтер қорын құрудың негізгі қағазға түсірілген сатысы аяқталады. Осы схеманы тапсырыс беруші жобалаушымен келісіп бекітіп алғаннан кейін барып, мәліметтер қорының электрондық нұсқасын құруға кіріседі.

Қазіргі кезеңде МҚБЖ-нің бірнеше түрі бар. Олардың ішінде белгілі және әйгілілері Access, FoxPro, Paradox. Мәліметтер қорын басқару жүйесі мәліметтер қорын құруды, мәліметтерді өңдеуді, қандай да бір шарт бойынша қордан мәліметтерді таңдауды және қор негізінде әр түрлі формаларға есеп берулерді құруды жүзеге асырады.

Егер мәліметтер топтастырылмаса, толығымен реттеліп отырмаса, біз мәліметтер былығында қалар едік. Мәліметтерді реттеу үшін мәліметтер тақырыптары, өзара қисынды біріктірілген арнайы анықтамалар, каталогтар, карточкалар, энциклопедиялар және т.б. бар.

Осындай үлкен көлемді мәліметтерді сақтау, өңдеу және іздеу үшін компьютерде арнайы программа бар. Мұндай программалар мәліметтер қорын басқару жүйесі деп аталады.

Мәліметтер қорын басқару жүйесі (МҚБЖ) - бағдарламалық жабдық, оның көмегімен мәліметтер қоры құрылады, соның негізінде ақпаратты іздеу жүйесі құрылады және жұмыс істейді. Ақпаратты іздеу жүйесі дегеніміз – мәліметтер қорының жиынтығы және оларға қызмет көрсетуші бағдарламалар. Қолданылу түріне байланысты МҚБЖ дербес және көпшілік қолданушы деп бөлінеді. Дербес МҚБЖ бір компьютерде жұмыс істейтін локальды (желілік) мәліметтер қорын құруды қамтамасыз етеді. Дербес МҚБЖ - не Paradox, dbase, FoxPro, Access т.б жатады. Көпшілік қолданушы МҚБЖ клиент-сервер архитектурасында жұмыс істейтін ақпараттық жүйелерді құруға мүмкіндік береді. Көп қолданылатын МҚБЖ-не Oracle, InterBase, Microsoft SQL, Server, Informix және т.б жатады.

Жалпы, мәліметтер қорын басқару жүйелерінде (МҚБЖ) қолданбалы программа жобалауда негізгі екі бағыт қолданылады: төменнен жоғары қарай және жоғарыдан төмен бастау. Төменнен жоғары жобалау әдісінде мәліметтер қорының құрылымын анықтау алдымен өңделетін информацияға тән барлық атрибуттарды анықтап алып, оларды қалыптастыру теориясы (normalization) бойынша жеке объекттерге жіктеуге бағытталған болса, жоғарыдан төмен әдісінде алдымен қойылған мәселеге байланысты жоғары деңгейдегі информациялық объектілер мен олардың байланысы зерттеліп, әрі қарай олар өзара байланыстағы қарапайым информациялық қатыстарға (кестелерге) жіктеледі.

2. 
   Мәліметтер қорын жобалау талаптары мен ерекшеліктері
   

1. Пәндік саланы жабдықтауды бейнелеудің барабарлығы (толықтығы, тұтастығы, қайшылықсыз болуы, мәліметтердің көкейкестілігі).

2. Әртүрлі категориядағы пайдаланушылардың өз ара әсерінің мүмкіндігі; кіру мүмкіндігінің жоғары тиімділігін қамтамасыз ету.

3. Интерфейстің жақындығы.

4. Құпиялылық пен жасырындылықты қамтамасыз ету.

5. Бағдарламалар мен мәліметтердің өзара тәуелсіздігін қамтамасыз ету.

6. Мәліметтер қорының сенімділігі қамтамасыз ету; мәліметтерді кездейсоқ және қасақана бүлдіруден қорғау; жүйе істен шыққан (сбой) жағдайда мәліметтерді тез және толық қалпына келтіру мүмкіндігі.

Мәліметтер қорын жасауға, пайдалануға және алып жүруге жауапты тұлға – мәліметтер қорының администраторы (МҚА) болады. Оның міндетіне келесі қызметтерді атқару кіреді:

1. Пәндік саланы талдау, оны сипаттау, тұтастығына қойылатын шектеулерді тұжырымдау.

2. МҚ құрылымын, яғни мәліметтер қоры файлдарының құрамы мен құрылымын, олардың арасындағы байланыстарды жобалау.

3. МҚ құрылымын және мәліметтерді өңдеу процедурасын сипаттау кезінде тұтастыққа қойылатын шектеулерді беру.

4. МҚ алғашқы жүктелуі және жүргізу.

5. Мәліметтерді қорғау:

• жүйеге кіру ретін қамтамасыз ету;

• пайдаланушылардың мәліметтерге кіру мүмкіндігін құқықтарын анықтау;

• мәліметтерді қорғаудың бағдарламалық-техникалық жабдықтарын талдау және жасау;

• мәліметтерді қорғау жабдықтарын тестілеу;

• мәліметтердің пайдаланылуы туралы статистиканы жинау;

• мәліметтерді қорғауды бұзу жағдайларын зерттеу;

• мәліметтер қорын қалпына келтіруді қамтамасыз ету, жүйелік журналдарды жүргізуді ұйымдастыру.

6. МҚ пайдаланушылардың қарауын талдау.

7. Пайдаланушылармен жұмыс істеу.

8. Мәліметтер қорын жетілдіруге және динамикалық дамытуға жұмыс істеу.
1.3 Мәліметтер қорының үлгілері
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 толыққанды және жоғары өнімді қосымшалар көмегімен физикалық тұрғыдағы мәліметтер қорына айналдыру – инженерлік процесс болып табылады. Екі процесс те бас ауыртарлық, қызықты интеллектуалдық күрделілікке толы. Мәліметтер қорын қолдану арқылы үлкен ақпараттық жүйе де құруға болады. Ақпараттық жүйені құрмас бұрын онда қолданылатын мәліметтер қорын жобалау арқылы ақпараттық жүйенің үлгісін жасап алған дұрыс.

Мәліметтер қоры қандай да бір пәндік аумақ, яғни адам қызметінің аумағы туралы деректерден тұратын мәліметтерді сақтау және қолдану үшін құрылады. Мәліметтер қорының қосымшалары қандай да бір мәліметтер қорымен өзара байланысу үшін керек. Өзара байланыс деп мәліметтерді алу, оларды қолданушыға тиімді форматта көрсету, жөндеу, өңделген мәліметтерді қайтадан мәліметтер қорына қайтару сияқты процестерді айтады.

Мәліметтер қорын жобалау келесі пункттерден тұрады:

• 
  Мәліметтер қорының ақпараттық қажеттілігін анықтау;
  
• 
  Мәліметтер қорында үлгілейтін шынайы әлемнің объектілерін – пәндік аумақты талдау. Бұл объектілерден мағыналарды құрастыру және олардың мінездемелерін беру (мысалы, «деталь» мағынасының мінездемесі «атауы», «түсі», «салмағы», т.б.) және олардың тізімін құрастыру;
  
• 
  Мағыналар мен мінездемелер арасында сәйкестік жасау – таңдалынған МҚБЖ-не негіздеп кестелер және олардың бағандары (атрибут-өріс) анықталуы керек. (Paradox, dBase, FoxPro, Access, Clipper, InterBase, Sybase, Informix, Oracle және т.б.);
  
• 
  Әрбір объектіні ерекше-уникалды түрде анықтайтын атрибуттарды анықтау;
  
• 
  Мәліметтердің толықтылығын қамтамасыз ететін ережелерді құрастыру;
  
• 
  Объектілер арасында байланыс орнату. Кестені қалыптандыру;
  
• 
  Мәліметтердің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін сұрақтарды жоспарлау.
  

Мәліметтер қоры технологиясы негізінде ақпараттық жүйенің жұмысын жобалау үшін келесі кезеңдерден тұратын жұмыстар атқарылуы тиіс:

1. 
   Пәндік аймағын үлгілеу;
   
2. 
   Мәліметтер қорын басқару жүйесін таңдау;
   
3. 
   Мәліметтер қорын жобалау;
   
4. 
   Қолданбалы бағдарламалар жасау.