Қысқаша дәрістер конспектісі

№4 дәріс.

Тақырыбы: Реляциялық мәліметтер қорының негізгі концепциялары. Қатынастар. Реляциялық алгебра.

Дәріс мақсаты: Мәліметтер қорының реляциялық моделі туралы толық түсінік беру. Реляциялық мәліметтер қорында қолданылатын негізгі терминдерді анықтау.

Кілттік сөздер: реляциялық модель, инфологиялық модель, концептуальды модель, қатынас, кесте, кортеж, атрибут, алғашқы кілт, домен, сыртқы кілт, реляциялық алгебра, проекция, декарттық көбейтінді.

Жоспар:

1. Мәліметтер қорының реляциялық моделі

2. Қатынастар. Реляциялық мәліметтер қорындағы негізгі терминдер

3. Реляциялық алгебра

4.1. Мәліметтер қорының реляциялық моделі

Мәліметтер моделі дегеніміз – бұл мәліметтердің құрылымын, мәліметтердің рұқсат етілген жүзеге асыруларын мәліметтерге қолданылатын рұқсат етілген амалдарын анықтайтын ережелер.

Инфологиялық модель пәндік саланы мазмұндық деңгейде сипаттайды. Оны жасау кезіндегі бірінші кезеңде пәндік пәндік салаға, шығарылатын есептерге, пәндік салада жүретін оқиғалар мен процестерді бейнелейтін құжаттар мен пайдаланушылар сұраныстарына талдау жүргізіледі. Бұл талдаудың нәтижесі пәндік сала объектілерінің тізбегі, олардың қасиеттері мен атрибуттарының тізімі, объектілер арасындағы байланыстарды анықтау және пәндік саланың құрылымын диаграмма түрінде сипаттау болып табылады.

Атрибуттардың әрқайсысы үшін пәндік саланың қасиеттерімен анықталатын олардың мүмкін мәндеріне қойылатын шектеулер көрсетіледі. Мұндай шектеулер мәліметтердің тұтастығына қойылатын шектеулер деп аталады.

Инфологиялық модель жеке пайдаланушылардың талаптарын біртұтас

«жалпыланған кейіптеуге» біріктіреді. Сондықтан ЭЕМ жадында мәліметтерді кейіптеу ерекшеліктерін ескермей жасалынады.

Концептуальды модель пәндік саланың объектілері мен байланыстарын

формальды деңгейде сипаттайды. Оны жасау екінші кезеңде жүргізіледі және

бірінші кезеңде алынған инфологиялық модельге сүйенеді. Жсау процесі кезінде мәліметтер моделінің түрі таңдалады және оның элементтері анықталады. Әрбір МҚБЖ модельдердің тек біреуін ғана қолдап жүргізеді.

Мәліметтер моделін таңдау мен МҚБЖ таңдау өзара тығыз байланысты.

Мәліметтердің ішкі немесе физикалық моделі тікелей машиналық мәліметтерді орналастыру әдісін анықтайды, мәліметтерді бөліп таратуды, кіру мүмкіндігі әдістері мен индекстеу тәсілдерін ескереді. Қазіргі заманғы қолданбалы бағдарламалық құралдарда бұл ұйымдастыру деңгейі пайдаланушының араласуынсыз автоматты түрде қамтамасыз етіледі.

Пайдаланушы ереже бойынша қолданбалы бағдарламалар мен әмбебап бағдарламалық құралдарда МҚБЖ мәліметтерді ұйымдастыруға бағытталған кейіптеулерін қолданады.Сонымен қатар, жобалаудың негізгі міндеті пәндік саланың инфологиялық моделін және мәліметтер қорының концептуалдық моделін құрудан тұрады.

Реляциялық мәліметтер қоры МҚ-да сақталатын барлық ақпараттардан

тұратын қатынастар жиынтығы болады.

4.2. Қатынастар. Реляциялық мәліметтер қорындағы негізгі терминдер

Қатынастар деп объектілер арасындағы немесе олардың қасиеттері арасындағы кез келген өз ара байланысты айтады. Объектілер арасындағы, бір объектінің қасиеттері арасындағы және әр түрлі объектілер қасиеттерінің арасындағы өз ара байланыстар болып бөлінеді. Қатынастар өзінің атымен және осы қатынастар байланысқан элементтермен, атрибуттар тізімімен беріледі:

<қатынас аты>(<атрибуттар тізімі>)

Қатынас аты қатынас элементтері арасындағы байланыстардың маңызын түсіндіретіндей болып таңдалады.

Объектілердің немесе байланыстардың кейбір қасиеттерін сипаттау үшін атрибуттар деп аталатын мәліметтердің қарапайым бөлінбейтін элементтері қолданылады.

Атрибуттар атымен, типімен, мәнімен және басқа қасиеттерімен сипатталады.

Атрибут аты – бұл мәліметтерді өңдеу процесіндегі атрибуттың шартты белгіленуі. Ол бір қатынаста және сол қатынастың өзінде уникальды болуы қажет.

Атрибуттың мәні – объектілер мен байланыстардың кейбір қасиеттерін сипаттайтын шама.

Атрибуттар қатынастардағы мәліметтерді біріктіретін, мәндер класына сәйкес келеді. Қатынастар атрибуттарының аттарының тізімі және олардың сипаттамалары қатынас схемасы деп аталады.

Атрибуттар сипаттамалары қатынастың әрбір аргументі үшін мәндерді енгізу облысымен беріледі.

Нақты кортеждің бір мәнді идентификациясы үшін қолданылатын атрибут немесе атрибуттар жиыны қатынастың алғашқы кілті немесе жай кілт деп аталады.

Мәліметтердің реляциялық моделі қазіргі уақытта кең таралымға ие болды және барлық қазіргі МҚБЖ мәліметтердің осындай түрде берілуіне бағытталған.

Реляциялық модельді өз мәліметтерінде қамтитын (кесте түрінді) мәліметтерді қарастырудың ерекше әдісі және олармен жұмыс және әрекет жасау тәсілдері (байланыстар түрінде) ретінде бейнелеуге болады. Реляциялық модель үш концептуалдық элементтің болуын жорамалдайды: құрылым, тұтастық және мәліметтерді өңдеу, айта кететін жағдай, басқа көптеген реляциялық емес модельдерде осы элементтерден тұрды. Бұл элементтерде кейінгі түсіндірулер үшін қажет болатын арнайы ұғымдар бар, оларды қысқаша түсіндіріп өтейік.

Кесте мәліметтердің тікелей «сақтаушысы» ретінде қарастырылады. Реляциялық жүйелерде кестені қалыптасқан дәстүр бойынша қатынас деп атайды. Кестенің жолын кортеж десе, бағанын артибут деп атайды. Оған қоса артибуттардың бірегей атаулары (қатынас шеңберінде) бар. Кестедегі кортеждер саны кардинальды сан деп аталса, атрибуттар саны-дәреже деп аталады.

Қатынас үшін бірегей идентификатор қолданылады, яғни мәндері бір уақытта бірдей болмайтын бір немесе бірнеше атрибуттар, мұндай идентификаторды алғашқы кілт деп атайды. Домен дегеніміз осы немесе басқа атрибут үшін мүмкін біртекті мәндердің жиынтығы болып табылады. Сонымен, домен ретінде аталынған мәліметтер жиынтығын қарастыруға болады, бұл жиынтықтың құрамдас бөліктері логикалық бөлінбейтін бірліктер (домен ретінде, мысалы, мекеменің қызметкерлерінің фамилияларының тізім бола алады, алайда кестеде барлық фамилиялар болмауы да мүмкін) болып табылады.

Қатынас екі бөліктен – тақырыбы (аты) және мазмұнды бөліктен тұрады.

Тақырыбы атрибуттардың шектеулі жиынтығын, ал мазмұнды бөлік (қатынас денесі) атрибут атының жұптары мен оның мәндерінің жиынтығын қамтиды.

Мысалы келесі суретте тақырыбында келтірілген KOD, NAME және SUMM, атрибуттар болып табылады, ал SUMM-25000 немесе KOD-5216 қатынас денесінің элементтері болып табылады.

12-сурет. Реляциялық МҚ ұғымдарын түсіндіру кестесі

Реляциялық мәліметтер қорының (МҚ) басқа модельдерден ерекшелігі– пайдаланушы қалай істеу керектігін емес, оған қандай мәліметтердің қажет екендігін көрсетеді. Осы себепті реляциялық жүйелердегі МҚ бойынша орын ауыстыру және навигация процестері автоматты түрде болады, бұл міндетті МҚБЖ-да оптимизатор атқарады. Сонымен оптимизатор мәліметтердің қандай кестеден таңдалып алынатынын, мұндай кестелерде ақпараттардың қаншалықты көп екендігін, жазбалардың кестеде физикалық реті қандай екендігін және олардың қалай топтасқандарын және т.б. анықтай білуі қажет.

Сонымен қатар, реляциялық МҚБЖ каталог қызметінде атқарады. Каталогта МҚ құралған барлық объектілердің – кестелер, индекстер, триггер және т.б. сипаттамалары сақталады. Бұл бүкіл жүйенің дұрыс жұмыс істеуіне өте қажет, себебі оптимизатор өз жұмысында каталогта сақталынатын ақпаратты пайдаланады. Каталогтың өзі де кестелер жиынтығы болып табылады, сондықтан МҚБЖ ерекше әдістер мен тәсілдерге сүйенбей-ақ, дәстүрлі құралдарды пайдалана алады.