Деректер базасын жобалау сатылары – информатика сабағы

Дәріс № 3, 4. Деректер базасын жобалаудың негізгі сатылары Дәріс жоспары

ДБ жобалау сатылары.

Пәндік облысты зерттеу.

Инфологиялық модельдеу түсінігі.

Даталогиялық жобалау.

Сақтау ортасында деректер базасын ұйымдастыру, физикалық жобалау.

Дәрістің қысқаша мазмұны

Жоба дегеніміз не? Бұл схема — қандайда бір құрылғының эскизі. Реляциялық деректер базасының жобасы дегеніміз не? Бұл барлық атрибуттар анықталған, қатынастың бастапқы кілттері және қатынастың қосымша құрамы берілген бір-бірімен байланысқан қатынастар жиынтығы. Неге бір-бірімен байланысқан қатынастар? Өйткені сұраныстарды орындау кезінде қатынастарды біріктіруді жүргіземіз және бір мән әр түрлі қатынас-кестелерінде бірдей белгіленуі қажет. Шынында, егер біз бір кестеде бағаны цифрмен, ал қалғандарын «өте жақсы», «жақсы» және т.с.с. сөздермен белгілесек, онда Баға бағаны бойынша кестені біріктіре алмаймыз, бірақ мағынасы бойынша олар бірдей сияқты, сонда да ол компьютер «миына» түсінікті емес. Бұл қатардағы инженерлер үшін ауыр, интеллектуалды есептерді шеше алатын жасанды интеллект жүйесінің мәселесі. Сондықтан деректер базасының жобасы – бұл ұзақ уақыт және көптеген пайдаланушылармен қолданылатын бағдарламалық кешен фундаменті. Деректер базасының өмірлік циклі сатылары суретте көрсетілген. Олар кез келген бағдарламалық жүйенің дамуына сай келеді, бірақ оларда тек деректер базасына қатысты қандайда бір спецификасы бар.

Сурет. ДБ өмірлік цикл сатылары

ДБ жобалау процесі пәндік облыстың ақпараттық құрылымын формалды емес түрде ауызша суреттеуден қандайда бір модельдің терминдерінде пәндік облыс объектілерін формальды суреттеуіне көшу жиынтығын көрсетеді. Жалпы жобалаудың келесі сатыларын бөліп қарастыруға болады:

Жүйелік анализ және пәндік облыстың ақпараттық объектілерін ауызша суреттеу.

Пәндік облыстың инфологиялық моделін жобалау – қандайда бір семантикалық модель терминдерінде пәндік облыстың объектілерін жартылай суреттеу, мысалы Е-моделі терминінде.

ДБ даталогиялық немесе логикалық жобалау, яғни деректердің даталогиялық моделімен қабылданған терминдерде ДБ суреттеу.

ДБ физикалық жобалау, яғни қосымшаның тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз етуге арналған сыртқы тасымалдағыштарда ДБ тиімді қойылуын таңдау.

Егер біз екінші мен үшінші сатылар арасында біздің жобаны өндіретін қандай стандартты ДББЖ пайдаланумен шешім қабылдау керек екенін ескерсек, онда ДБ жобалаудың шартты процесі бес сәйкес сатыларды орындау жиынтығын көрсетуге болады (суретті қараңыз). ДБ жобалау сатыларын қарастырайық. Сурет. ДБ жобалау сатылары Пәндік облыстың жүйелік анализі

Жүйелік анализ шеңберінде ДБ жобалау көзқарасымен бірінші сатыны жүзеге асыру қажет, яғни пәндік облыстың объектілерін және суреттелетін объектілер арасында бар нақты байланыстарды ауызша суреттеу. Берілген суреттеу пәндік облыс объектілері арасындағы барлық байланысты анықтауға мүмкіндік беретіндей болуы керек.

Жалпы пәндік облыстың құрамы мен құрылымын таңдауға екі нұсқа бар:

Функционалды нұсқа — ол «есептерден» қатынас принципін өндіреді және қарастырылып отырған ДБ құруға арналған ақпараттық қажеттіліктерді қамтамасыз ету үшін есептер кешені мен қандайда бір топтардың функциялары белгілі болғанда қолданылады. Бұл жағдайда біз суреттелетін пәндік облыс объектілерінің минималды қажетті жиынтығын нақты қарастыруға болады.

Пәндік нұсқа — ДБ пайдаланушылардың ақпараттық қажеттіліктері қатаң белгіленіп отырмаған кезде. Олар көпаспектілі және динамикалық болуы мүмкін. Суреттелетін пәндік облыс объектілерінің минималды жиынтығын нақты бөліп қарастыра алмаймыз. ДБ пәндік деп аталады, яғни ол көптеген әр түрлі, алдын-ала анықталмаған есептерді шешу кезінде пайдаланылуы мүмкін.

Көбінесе практикада бір жағынан нақты есептерге немесе пайдаланушылардың функционалды қажеттіліктеріне негізделген қандайда бір нұсқалар ұсынылады, екінші жағынан жаңа қосымшаларды өсіру мүмкіндігі есепке алынады.

Жүйелік анализ нақты есептерді шешуге және ДБ сақталуға қажет пәндік облыстың объектілері туралы ақпаратты толықтай суреттеумен аяқталуы керек.

Пәндік облыстың инфологиялық моделі (ИМ) – бұл бағдарламалық және техникалық әдістерді қолдануға ориентациясыз орындалған пәндік облысты суреттеу. Пәндік облыс туралы бастапқы шарт кіреді. ИМ құру сатысы инфологиялық жобалау деп аталады.

ДБ даталогиялық немесе логикалық жобалау, яғни деректердің даталогиялық моделімен қабылданған терминдерде ДБ суреттеу.

Деректер базасының даталогиялық модельі (ДМ) – логикалық деңгейдегі модель, логикалық байланыстарды суреттеу мен оларды сақтау ортасына қатыссыз деректер элементі арасын көрсетеді. Жобаланатын деректер базасында, ДББЖ-де пайдаланылатын ақпараттық бірлік терминінде құрылады. ДМ құру сатысы даталогиялық жобалау деп аталады. ДББЖ тілінде Деректер базасының логикалық құрылымын суреттеу схема деп аталады. Физикалық модель (ФМ) – сақтау ортасына даталогиялық модельді байланыстыру үшін пайдаланылады. ФМ жобалау сатысы физикалық жобалау деп аталады. Деректер базасының физикалық құрылымын суреттеу сақтау схемасы деп аталады.

ДБ физикалық жобалау – бұл қосымшаның тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз етуге арналған сыртқы тасымалдағыштарға ДБ тиімді салуды таңдау.

Физикалық жобалау нәтижесі сақтау ортасына даталогиялық модельді байланыстыру үшін пайдаланылатын физикалық модель болып табылады.

Егер логикалық модель ақпарат құрылымын және сұралған ақпаратты іздеу үшін қажет орындалатын операциялар құрамының көзқарасымен деректер базасын тиімді салуды анықтаса, онда физикалық өндіру ақпараттың элементін іздеу операциясын орындау тиімділігін анықтайды. Деректер базасын басқарудың қазіргі жүйесі деректердің логикалық құрылымын автоматты түрде көрсетуді физикалық жадыға өндіреді және іздеу процедураларының жиынтығын көрсетеді.

Деректер базасының физикалық өндірілуі келесілерді қарастырады:

Деректерді физикалық сақталуын ұйымдастыру;

Деректердің қажетті элменеттерін іздеу процедураларын анықтау.

Бақылау сұрақтары

ДБ қандай өмірлік цикл сатылары бар?

ДБ жобалаудың қандай сатылары бар?

Пәндік облыстың жүйелік анализі сатысында не жүзеге асырылады?

Пәндік облыс құрамын таңдауға қандай нұсқалар бар? Олардың мазмұнын ашыңыз.

Инфологиялық жобалау сатысында не орындалады?

Даталогиялық жобалау сатысында не орындалады?

Физикалық жобалау сатысында не орындалады?

Инфологиялық модель дегеніміз не?

Даталогиялық модель дегеніміз не?

Физикалық модель дегеніміз не?

ДББЖ таңдау қашан жүзеге асырылады?

Әдебиет: (1) Дәріс № 5, 6. Инфологиялық модельдеу Дәріс жоспары

Инфологиялық модельдеу компоненттері.

"Қатынас - байланыс" моделін құру.

E-R моделін құру әдістемесі

Инфологиялық модельдеу нәтижесі, инфологиялық модельдерге қойылатын талаптар.

Дәрістің қысқаша мазмұны Инфологиялық жобалау – пәндік облыс моделін құру (ПО) (фирмалар, оқу орындары, дүкендер, кітапханалар).

Инфологиялық модель ДБ жобалаудың екінші сатысында қолданылады, яғни пәндік облысты ауызша суреттегеннен кейін. Инфологиялық модель не үшін керек және жобалаушыларға қандай пайда әкеледі? Жобалау процесі ұзақ екенін айта кету керек, ол пәндік облыста тапсырушылармен, мамандармен ақылдасуды талап етеді. Корпоративті ақпараттық жүйе құру кезінде деректер базасының жобасы барлық жүйе құрылатын фундамент болып табылады және несие алу мүмкіндігі туралы сұрақ ДБ дұрыс жасалған инфологиялық моделі негізінде банк эксперттерімен шешіледі. Демек, инфологиялық модель деректер базасы бойынша мамандар ғана «оқи» алатындай емес, пәндік облысты суреттеуді қосады. ДББЖ таңдау – бұл жеке есеп, он шешу үшін ешқандай нақты ДББЖ байланыспаған жоба болуы қажет.

Инфологиялық модель ең бірінші ДБ моделінде пәндік облыстың сематикасын көрсетумен байланысқан. Деректердің реляциялық моделі өзінің қарапайымдылығымен сематиканы, яғни пәндік облыстың мазмұнын көрсете алмайды. Ертедегі теориялық-графтық модельдер көбінесе пәндік облыстың семантикасын көрсетті. Олар пәндік облыс объектілері арасындағы иерархиялық байланыс түрінде анықтады.

Семантиканы көрсету мәселесі құрастырушыларды бұрынна бері қызықтырған. Жетпісінші жылдары семантикалық модельдер деп аталатын деректердің бірнеше модельдері ұсынылды. Оларға 1981 жылы Хаммер (Hammer) және Мак-Леон (McLeon) ұсынылған, сондай-ақ 1981 жылы құрылған Шипманның (Shipman) Деректердің функционалды моделі, 1976 жылы Ченмен (Chen) ұсынылған «зат-байланыс» моделі және т.б. модельдерді жатқызуға болады. Барлық модельдердің оң және теріс жақтары болды, бірақ уақыт өткеннен кейін тек соңғысы ғана қалды. Қазіргі уақытта Ченнің "зат-байланыс" немесе "Entity Relationship" моделі деректер базасының инфологиялық модельдеуі кезінде нақты стандарт болып қалды.Қысқаша оны ER-моделі деп атайды, көптеген қазіргі CASE-әдістерге осы модель негізінде Деректерді суреттеуге арналған инструментальды әдістер кіреді. Сонымен қатар, ER-модельден ДБ жобалаудың автоматты қайта өндірілуі құрастырылды. Барлық CASE-жүйелерде ДБ құру процесін құжаттандырудың дамыған әдістері бар, автоматтандырылған есеп гегераторлары ДБ объектілерін және олардың қатынастарын графикалық түрде де, дайын стандартты басылатын есеп түрінде де толықтай суреттеумен ДБ жобасының ағымды жағдайы туралы есепті дайындауға мүмкінді

"Қатынас—байланыс" моделі

Кез келген модель сияқты "қатынас—байланыс" моделінің бірнеше базалық түсініктері бар. Олардан алдын-ала анықталған ережелер бойынша едәуір ауыр объектілер құрылады.

Бұл модель объекті-қалыптамалы жобалау концепциясымен келісіп, қазіргі кезде қиын бағдарламалық жүйелер құруға арналған базалық болып табылады. Сондықтан көптеген түсініктер сізге таныс болуы мүмкін. Егер ондай болатын болса, онда ER-моделіне негізделген деректер базасын жобалау технологиясын меңгеру оңай болады.

ER-моделі негізінде келесі базалық түсініктер жатыр:

Қатынас, оның көмегімен біртипті объектілердің класы модельденеді. Қатынастың модельденетін жүйе шегіндегі әДБебап аты бар. Қатынас біртипті объектілер класына сәйкес келетіндіктен, жүйеде берілген қатынастың бірнеше көшірмелері бар. Қатынас түсінігі сәйкес келетін объектінің өз атрибуттар - берілген класты көрсету құрамын анықтайтын сипаттамалар жиынтығы бар. Сонымен қатар атрибуттар жиынтығы қатынастың нақты көшірмелерін ажырата алатындай болуы керек. Мысалы, Сотрудник қатынасында келесі атрибуттар жиынтығы болуы мүмкін: Табельный номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Количество…