Қосымша әдебиет:[8] с. 28-36, [9] с. 65-88.

Бақылау сұрақтары:

1. ДҚ көрсетудің сыртқы деңгейінің анықтамасын айтыңыз.

2. ДҚ көрсетудің концептуалды деңгейінің анықтамасын айтыңыз.

3. Дерекқордың стандартты сәулетінің қанша деңгейлері бар?

4. Деректердің сыртқы үлгісі қандай болып келеді?

5. Деректердің концептуалды үлгісі қандай болып келеді?

6. Деректердің ішкі үлгісі қандай болып келеді?

7. Дерекқорлар сәулетінің кез-келген квалификациялы қолданушы қол жеткізе алатын деңгейі қалай аталады?

8. Сұлбасы мен үлгісінде сақтау құрылымы мен қатынас құру стратегиясы есепке алуынсыз, деректер жайлы барлық ақпарат сақталатын дерекқорлардың сәулетінің деңгейі қалай аталады?

№15 дәріс

Деректер үлгілері

Тарихи даму үрдісі кезінде ДҚБЖ деректердің келесі үлгілері қолданылған: иерархиялық, тораптық, реляциялық..

Деректердің иерархиялық үлгісі (ДИҮ) пәндік аймақта деректердің табиғи иерархиясын келісімдірек бейнелейді. Иерархиялық үлгі деректерді ағаш тәрізді құрылыммен ұйымдастырады және «бүтін-бөлік» типі бойынша логикалық байланыстардың іске асырылуы болып табылады. Иерархиялық үлгіге кез-келген әкімшілік құрылым жақсы мысал болып табылады. Бұл үлгіде басты объектіні бөліп көрсетуге болады, сол арқылы жүйенің басқа барлық объектілеріне қатынас құру қамтамасыз етіледі. Деректердің иерархиялық үлгісі мынадай түсініктерді қолданады: өріс (деректер элементі), сегмент (топ), жазба.

ДИҮ-де сұлба көрсету үшін графтық түр қолданылады. ДИҮ объектілер және олардың арасындағы байланыстар ағаш тектес граф түрінде көрсетіледі. Ағаштың түйіндерінде объектілер орналастырылған, ал олардың қабырғалары объектілер арасындағы байланыстарды бейнелейді. Жоғарғы төбесі ағаштың тамыры болып табылады, ал соңғы төбелері – жапырақтар. Ағаш – циклдары жоқ бағытталған граф, бағыт тамырдан басталады, яғни функционалдық байланыстарға сійкес доғалар ағаштың тамырынан жапырақтарына бағытталған. Ағаштағы кез-келген екі түйін, олардың бірі - бастапқы, ал екіншісі – бағыныңқы, иерархиялық байланыспен байланысқан. Жолдың ұзындығы – белгілі бір төбеге жету үшін жүру қажет доғалардың саны. Иерархиялық жол түбірлік түйіннен бастап берілген түйінге дейінгі өзара байланысқан барлық түйіндерді қосады. Ағаш тектес құрылымда иерархиялық жолдар – сызықты. Иерерахиялық жолда қарастырылып отырған түйіннен жоғары орналасқан кез-келген түйін оған бастапқы (аталық) түйін болып табылады. Иерерахиялық жолда қарастырылып отырған түйіннен төмен орналасқан кез-келген түйін оған туынды (мұрагер) түйін болып табылады. Әрбір түйін-объектінің бірнеше «мұрагерлері» болуы мүмкін және бір «атасы» болады. ДИҮ-дегі түйіндер және олардың арасындағы функционалды байланыстар атаулы болып табылады, яғни олардың атаулары бар. Әрбір байланыс деңгейі үшін пәндік аймаққа тәуелді болатын және «аталар» мен «мұрагерлер» арасындағы қарым-қатынасты сипаттайтын интерпретация енгізіледі. Объектінің әрбір экземпляры жазбаның көмегімен көрсетіледі. Осы жазбаны көрсету үшін қолданылатын деректер құрылымында, әдетте, кейбір атрибуттарды - әрбір объектінің сипаттамаларын сақтайды.

Деректердің желілік үлгісі. Егер деректердің құрылымы жәй ғана иерархиядан күрделірек болса, иерархиялық дерекқордың қарапайымдылығы оның кешілігіне айналды. Осыған байланысты деректердің желілік үлгісін әзірлеу қажеттігі туындады. Желілік үлгілер күрделі құрылымдар жасайды, бұл жаңарту қажеттігі туындаған кезде немесе деректер үлгісін дамыту қажеттігі туындаған кезде біраз қиындықтар туғызады. Деректердің желілік үлгісі дерекқордың қолданушылары – бағдарламашылар үшін арналған құрал ретінде ойластырылған. Осыған байланысты ДЖҮ оның операциялық мүмкіндіктерін дамытуға қарағанда, деректредің құрылымына көбірек көңіл бөлінеді.

Дерекқордың желілік үлгісін (ДЖҮ) ДИҮ жалпы түрі ретінде қарастыруға болады, онда циклдар және түрлі байланыстарға рұқсат беріледі. өздерінің базалық концепциялары бойынша ДИҮ және ДЖҮ ұқсас. Желілік үлгіде иерархиялық үлгідегідей торап және байланыс түсініктері бар, олар аталымды болуы мүмкін. Желілік үлгінің иерархиялық үлгіден айырмашылығы, ол әр торапқа тек қана бір атадан емес бірнешеден байланыс жүру мүмкіндігі.

Деректердің желілік үлгісінің және осы үлгі негізінде құрылған ДҚЖ дамуына әсереткен, тіл бойынша деректерді өңдеу жүйелерінің (КОДАСИЛ) Ассоциациясының дерекқор бойынша (DBTG) жұмыс тобы. КОДАСИЛ үлгісі тұрақты дамиды және жаңартылады. Бұл үлгі ең көп дамылған деректердің желілік үлгісі болып саналады және желілік типті барлық ДҚЖ құрулуының негізінде жатады. Төменде КОДАСИЛ терминологиясы қолданылған. Желілік типті ДҚЖ құру кезінде қолданылатын деректер құрылымының негізгі типтері: деректер элементі агрегат (топ), жазба, теру, дерекқор.

Деректердің желілік үлгілерінде объекттер және олардың арасындағы байланыстар желі ретінде көрсетіледі. Желі – белгіленген төбелермен және доғалармен бағытталған циклдік граф. әр деректер төбесі пәндік аймақтың (объект) бір түсінігін сипаттайды, жазба болып табыладыжәне бірнеше атрибуттармен сипатталады. Желілік құрылымдар циклдарды қолдауы мүмкін, егер объекттер арасындағы байланыстар желідегі бір объекттен басталып және аяқталатын жабық контур орындаса. Әр төбеден шығатын байланыстар кез-келген санды басқа төбелерге бағытталуы мүмкін. Әр төбеге кез-келген санды басқа төбелерден (объекттерден) байланыстар графтық пішінде, ДҚ сұлбаларының жазбалары желілік төбелермен кескінделеді және объекттер типін көрсету үшін қолданылады. Деректер элементі объекттер атрибуттарын көрсету үшін қолданылады. Реалды дерекқорда әр жазба үшін (жазба-сұлба бөлігі) бірнеше дана болуы мүмкін. Сонымен қатар, әр нақты дана мен нақты байланыс бойынша басқа жазбаның түрлі санды данасы байланысуы мүмкін, бірақ бір жазбаның барлық даналары үшін байланыс түрінің саны бірдей.

Терулер объекттер типтері арасындағы байланыс типтерін көрсетеді, олар сәйкес жазбалармен көрсетілген. Доға теру егесі-жазбасынан шығады және теру мүшесі-жазбаға кіреді. Теру – негізгі құрылымдық элемент, ол арқылы желілік типті ДҚ құрылымының құрылуы орындалады.

Иілгіш. «Аталық-туынды» көптік қатынастар жәй иерархиялық құрылымнан күрделі желілік дерекқорға деректерді сақтауға мүмкіндік береді.

Стандарттау. CODASYL стандартының шығуы, желілік үлгіні жоғары көтереді, сонымен қатар Digital Equipment Corporation және Data General мини-компьютерлер шығарушылары желілік ДҚБЖ жүзеге асырды.

Шапшаңдылығы. Өздерінің қүрделігіне қарамастан, желілік дерекқорлардың шапшаңдылығы иерархиялық дерекқорлардың шапшаңдылығымен салыстыратын шамаға жетеді. Көптіктер деректердің физикалық жазбаларына нұсқағыштармен көрсетілген және кейбір жүйелерде әкімші көптік қатынаулар негізінде деректердің кластерлеуін орнатуы мүмкін.

Әрине, желілік дерекқорларда кемшіліктер бар. Иерархиялық дерекқорлар сияқты желілік дерекқорларда қатаң құрылым болады. Қатынастар теруін және жазбалар құрылымын алдын ала беру қажет. Дерекқор құрылымын өзгерту ол бүкіл дерекқорды қайта құруды білдіреді.

Деректердің реляциялық үлгісі. 60- жылдардың соңында бір уақытта бірнеше авторлармен деректерге қатынас құруды ұйымдастыру үшін, теоретикалы көптік операторларды қолдану жәйында ұсыныс берілді, сол деректердің реляциялық үлгісінің негізіне жатты. Реляциялық үлгі объекттері және оның арасындағы байланыстарды кесте түрінде көрсетеді. Бірінші рет ол 1970ж. Доктор Э.Ф. Коддпен ұсынылған. Кәзіргі уақытта деректердің реляциялық үлгісі (ДРҮ) көп танымал болып табылады. ДЭЕМ үшін бұл деректер үлгісіне барлық жаңа ДҚБЖ негізделеді. Реляциялық үлгінің артықшылығы деректердің қарапйым көрсетімі, сұраныстардың табиғи қалыптастырылуы болып табылады, өйткені олар алдын ала белгіленген құрылымға байланыспаған және қатынау стратегиясының бөліктерімен байланыспаған.

Деректердің реляциялық үлгісінің негізінде өзімен бағыныңқы көптік декартті домендер қосындысын көрсететін қатынас математикалық түсінігі жатыр. Қатынас көптік атрибуттар негізінде анықталады. Домен – нақтылы атрибут мәні алынатын көптік мәндер.

Ағылшынша қатынас relation деп аталады, осыдан реляциялық түсінігі. Деректердің реляциялық үлгісінде объекттер және олардың арасындағы байланыс қатынас ретінде сипатталады, екіөлшемді кесте ретінде көрсетіледі. әр қатынасқа өзінің кестесі сәйкес. Кесте және қатынас түсінігін айырмашылығы ол қатынаста рет жоқтығы ол реттелмеген жазбалардың көптігі.

Бұл рет тым жоқтығы емес, ол оның программист пен әкімшіге бағынбайтын білдіреді. Рет қатынас пен анықталмайды, ал қатынастағы нақты таңдамамен. Бір қатынастан жал ақының көбею ретімен және тегі бойыншаалфавитті түрде ж т.б. деректерді таңдауға болады.

Кестенің бағаналары атрибуттар болып табылады. Кестенің әр жолы кортеж (немесе жазба) құрайды. Домен бір анықтау аймағына жататын көптік мәндер. Атрибут мәндері доменнен алынады, атрибут доменнің бағыныңқы көптік мәндері болып табылады. Қатынас элементтері кортеждер болып табылады. Кортеж ұзындығы - әр түрлі домендардан алынған (кесте бағаналарынан) кортеждегі мәндер саны. Қатынаста екі бірдей кортеж болуы мүмкін емес. Кортеж ұзындығы қатынастың арностін анықтайды. Қатынастармен операциялар орындау үшін реляциялық алгебра және реляциялық санау қолданылады.

Реляциялық үлгінің артықшылығы болып табылатын оны қолдайтын инструменттік құралдардың қарапайым салыстырмасы. Кемшілігі – қатаң деректер құрылымы (мысалы, ерікті ұзындықпен кесте жолдарын беру мүмкін емес) және дерекқордың өлшеміне байланысты жұмыс жылдамдылығы. Осы үлгіде анықталған көп операциялар үшін бүкіл дерекқорды қарау қажет болуы мүмкін.

Негізгі әдебиет: [1] с.26-35.