Ақпараттық жүйе (АЖ)

 

ОБМҚ даму деңгейі

	РМҚ	ОБМҚ
Теория  Стандарт  Төзушілік  Сұраныстар тілі	бар  бар  бар  SQL2	қалыптасады  аяқталады  төзгісіз  SQL3 қалыптасады

 

Таратылған мәліметтер қоры (ТМҚ) - ақпаратты құру, енгізу және өндеуге қажет логикалық интегрирлық және аумақты таратылған МҚ, тілдік, программалық, техникалық және ұйымдастырушылық құралдардың жүйесі.

ТМҚ жұмыс істеу үшін ТМҚ әкімшілігі мен жергілікті МҚ керек, олардың жұмыс құралы аталған сөздіктер болады.

ТМҚ жұмысы мен құрамы пайдаланушылық, глобалды (концептуалды), фрагментарлық (логикалық) және таратылған (локализациондық), желілік МҚБЖ анықтайтын мәліметтерді ұсыну деңгейлерін айырады.

Клиент/сервер сәулеті. Желідегі байланысқан компьютерлердің әрекеттесу технологиясы.

 

Дәріс2. Деректер базасы және ДББЖ

 

Шынайы әлемді қабылдауды әртүрлі  тізбектелген, кейбірде өзара байланысқан  құбылыстарға жатқызуға болады. Ертеде адамдар осы құбылыстарды сипаттауға тырысты. Мұндай сипаттауды мәліметтер деп атады.

ЭЕМ-ды қолдану интерпретациядан мәліметтердің  бөлінуінің екі тарихи себебі бар. Біріншісі, ЭЕМ табиғи тілде мәтіндерді өндеу  үшін жеткілікті мүмкіншіліктерге ие болған жоқ. Екіншіден, ЭЕМ жадысының  құны қымбат болды. Жады мәліметтерді сақтау үшін қолданылды, ал интерпретация дәстүрлі түрде пайдаланушыға жүктелді.

Кейбір жағдайда бір ЭЕМ пайдаланушылары  өз программаларында ұқсас ақпараты бар әртүрлі мәліметтер жиынтығын  құрып, қолданады. Қолданбалы программаларды өндеушілер (мысалы, Бейсик, Паскаль немесе Си тілдерінде жазылған ) оларға қажет мәліметтерді файлға орналастырады.

Ақпараттандыру – адам қызметінің қоғамдық мәні бар барлық түрлерінде ақиқат білімдерін толық және дер кезінде пайдалануын қамтамасыз етуге бағытталған шаралар кешенін іске асыру.

Ақпараттандырудың негізгі  мақсаты- мемлекеттің өзекті ішкі мәселелерінің шешілуін қамтамасыз ету және ең алдымен ақпараттық өнімдер мен қызметтерге сұранысты қанағаттандыру болып табылады.

Талдау – бүтінді құрамды бөліктерге жіктеп талдауға негізделген ғылыми зерттеу әдісі. Құрылымды талдау – жүйе құрылымын талдау.

Ақпарат құндылығы- ақпараттық адамның көзделген қызметінің алуан түрлі саласында пайдалануға жарамдылық қасиеті.

Дәлдігі – қарастырылып отырған процестің, мәні ақиқатқа немесе номиналды мәнге жуықталу дәрежесі.

Ақпараттың маңызды өзгешеліктері:

• ақпарат сипатының екіжүзділігі (ақпараттың материалды және материалды емес құрамдары);

• ақпараттан тек қана көшірмені  тарату;

• ақпараттың өлшемділігі бар;

• ақпараттың бағасы мен құны бар.

Ақпараттық моделдеу -  бұл объектінің қандай да бір  тілдегі сипаттамасы. Модельдің абстракциялық компономенттері физикалық дене емес  сигналдар мен белгілер болады. Түрлі  белгілер жүйелерінде ақпараттық  процестерді сипаттайтын белгілік модельдер класы.

Математикалық моделдеу – объектінің қызметі мен құрылымын сипаттайтын математикалық тәуелділіктер жүйесі, яғни  математикалық формулалар мен теңдеулер арқылы өрнектелетін объектілердің математикалық сипаттамалары.

Имитациялық модельдеу – объектінің кездейсоқ факторлардың әсерін ескеретін, уақыт  бойынша формалану процесі мен құрылымын бейнелейтін алгоритм формасындағы сипаттамалық мазмұны.

Концептуалдық  модельдеу – зерттелетін объектіге және анықталған зерттеу шеңберіне сқатысты себеп-салдардық байланыстар мен заңдылықтарды айқындайды сипаттайды.

Оптимизациялық модель – шешімнің ең жақсы нұсқасын таңдау үшін мақсатты функцияны қамтитын модель.

МҚБЖ негізгі өзгешелігі – тек  мәліметтерді енгізіп, сақтау үшін ғана емес, сондай-ақ оның құрылымын сипаттайтын процедураның бар болуы. Оларда сақталынған мәліметтердің сипаттауыменен  қамтылған және МҚБЖ басқаруында болатын файлдарды мәліменттер банкісі, содан кейін мәліметтер қоры деп атады.

МҚБЖ кез келген пайдаланушыларға мәліметтерге енуге рұқсат беру керек, сонымен қатар пайдаланушылардың мына туралы түсініктері болу керек: мәліметтер жадысында физикалық орналасуы және олардың сипатталуы; сұралынатын мәліметтерді іздеу механизімі; көп пайдаланушылрдың бірдей мәліметтерді біруақытта сұрау кезінде пайда болатын  проблемалар; мәліметтерді жанылыс жаңартулардан және жүйеге рұқсатсыз қосудан қорғауды қамтамасыз ету тәсілдері; өзекті  жағдайда және ДҚБЖ басқа да функциялар жиынында мәліметтер базасын қолдау.

МҚБЖ арқылы мәліметтермен алмасуға ұқсас мәліметтермен тура файлдармен алмасуына қарағанда  көп уақыт керек .

 

РМҚ әкімшілігі (РМҚӘ) – мәліметтер қорының жұмыс iстеуiне және оның дамуына жауапты адам. Мәліметтер қорының әкiмшiлiгi пайдаланушылардың деректер базасымен жұмыс iстеуін ұйымдастыруды басқару, мәліметтерді рұқсатсыз пайдалануға жол бермеуге арналған қорғаныш жүйелерiн қолдана отырып,  мәліметтердің құпиялылығы мен тұтастығын қамтамасыз ету, мәліметтер қорының құрылымын өзгерту, жүйенiң жұмысын бақылау, санақ мәлiметтерiн тiркеу және жинау сияқты тағы да басқа мiндеттердi атқарады.

Тұтастықты  қамтамасыз ету. Жалпы жағдайда тұтастық келесі негізгі себептермен бұзылуы мүмкін:

1) жергілікті МҚ құрылымын құруда  және оларды толтырудағы қателер  ;

2) ТМҚ құрылымын құрудағы қателер (фрагментация және локализация процедуралары);

3) өзараәрекеттесетін жергілікті МҚ программалық қамтамасында жүйелік қателер;

4) апат жағдайы (техникалық құрылғылардың жөндемсіздігі) және ТМҚ қалпына келтіру.

РМҚ пайдалануда қолданатын МҚБЖ анықталатын МҚ жұмысын басқаруды (біруақытты рұқсат ету, қорғау, қалпына келтіру) және мәліметтерге рұқсат етуді (сұраныстар) бөледі.

Мәліметтер қорын құру концепциясы . Жалпы мағынада концепция құбылысқа немесе процеске кейбір қөзқарас жүйесін ұсынады. Концепцияның негізгі бөліктері принциптер мен әдіснама жиынтығы болып табылады.

Әдіснама – проблеманы шешудің әдістер жиынтығы.

Принцип – қызметте басшылық етуге қажет ережелер.

Мәліметтер  қорына қойылатын талаптар. Қазіргі кезде мәліметтер қорына келесі негізгі талаптар қойылады.

1. Жоғарғы тезәрекетестік.
2. Жаңғырту уақыты.
3. Мәліметтерді жаңарту қарапайымдығы.
4. Мәліметтердің тәуелсіздігі.
5. Көп пайдаланушылармен мәліметтерді біркелкі пайдалану.
6. Мәліметтердің қауіпсіздігі.
7. МҚ  құруды стандарттау және пайдалану.
8. Сәйкес пән саласының мәліметтерін көрсету  барабарлығы.
9. Пайдаланушының достық интерфейсі.

Алғашқы екі қарама-қайшы талаптар негізгі болып табылады.

МҚ құру концепциясы. Алғашқыда (60-шы ж. басы) сақтаудың файлдық жүйесі пайдаланылды. Мәліметтер программада сақталынды және мәліметтерді ұйымдастырудың тізбектелген тәсілі қолданылды, олардың жоғарғы  тапшылығы, логикалық және физикалық құрылымның бірегейлігі және мәліметтердің толық тәуелділігі болды. Экономикалық- басқарушылық есептердің пайда болуыменен көрсетілген мәліметтерді ұйымдастыру тиімді болмады.  Мәліметтерді реттеу қажет болды және оларды екі критерий бойынша жүргізу керектігі анықталды: пайдалану (ақпараттық массивтер); сақтау (мәліметтер қоры). Алғашқыда ақпараттық массивтер қолданылды, бірақ содан кейін мәліметтер қорының артықшылығы анықталды.

Файлдарды тек мәліметтерді сақтау үшін пайдалануды  1959 жылы Мак Гри ұсынды. 1963 жылы С. Бахманмен мәліметтердің желілік моделі бар алғашқы IDS өнеркәсіпті мәліметтер қоры құрылды. 1969 жылы желілік мәліметтер моделі үшін CODASYL стандарттар жиынын құрған топ қалыптасты. Шындығында мәліметтер қорының казіргі кездегі сәулеті пайдалана басталды. 1970 жылы Е. Коддпен реляциялық мәліметтер моделі ұсынылды. Сөйтіп логикалық құрылымдар қайталанатын физикалық мәліметтерден алына басталды. Мәліметтердің тұтастығы мен тәуелсіздігі қамтамасыз етілетін болды. 70-ші жылдарыдың аяғында физикалық және логикалық тәуілділікті, МҚ дамыған тілдеріне ие болатын мәліметтер қауіпсіздігін қамтамасыз ететін  МҚБЖ  пайда болды. Соңғы он жылдық таратылған және объектілі-бағытталған мәліметтер қорларының пайда болуыменен сипатталады.

МҚ құрудың екі тәсілі бар. Біріншісі, құжатайналымды автоматтандыруыменен байланысты, 80 –ші жылдары пайда  болды және классикалық деген  атқа ие. Алғашқы және шығыс координаттары  ол құжаттар. Екіншісі, басқаруды автоматтандыруменен  байланысты, 90-шы жылдары қалыптасты. Ол қосымшаның стандартты алгоритмдерін алғашқы анықтауын болжайды, сол арқылы мәліметтер, сондай-ақ мәліметтер қорыда анықталады. Объектілі –бағытталған программалау тек бұл тәсілдің маңыздылығын күшейтті. МҚ жұмысында бір және көппайдаланушылық режимдер болу мүмкін.

Мәліметтер  қорын жобалау әдіснамасы. Классикалық тәсілде мәліметтер қорын қарастырудың әр түрлі әдінамалары бар, бірақ көп жағдайда ANSI/SPARC әдіснамасын ұсталынады.

Ортақтастырылған МҚ жобалаудың процедуралар жиынтығын төтр кезеңге біріктіруге  болады.

Талаптарды тұжырымдау және талдау кезеңінде ұйымның мақсаттары орнатылады, МҚ–на қойылатын талаптар анықталады.

Концептуалды жобалау кезеңі пайдаланушылардың  ақпараттық талаптарын МҚ алғашқы жобасына сипаттау мен синтездеуден тұрады. Бұл кезеңнің нәтижесі әр түрлі тәсілдер негізінде пайдаланушылардың ақпараттық талаптарын жоғарғы деңгейлі ұсыну (МҚ қатынастар жүйесі түрінде) болып табылады.

Логикалық жобалау процесінде мәліметтердің жоғарғы деңгейлі ұсынуы пайдаланылатын МҚБЖ құрылымына өзгертіледі. Негізгі мақсаты - қалыптастырудың арнайы ережелерін пайдалана отырып, мәліметтердің артығын алып тастау. 

Физикалық жобалау кезеңінде жүйенің  өнімділігіне байланысты сұрақтар шешіледі, мәліметтерді сақтау құрылымы мен оларға рұқсат ету әдістері анықталады.

Жобалау және сөздік жүйелер кезеңнің арасындағы өзараәрекеттестікті жеке қарастыру қажет. Жобалау құралдары  мен бағалау критерилері өндеудің барлық кезеңдерінде қолданылады. Жобалау процесі ұзақ және өте қиын, көп жағдайда бірнеше айға дейін созылады. МҚ жобалаушының негізгі қоры  өзінің тәжірибесі мен интуициясы, сондықтан көп жағдайда шешудің сапасы төмен болуы мүмкін.

Мәліметтер  қорын қолдану әдіснамасы. МҚ мәліметтерді ұсынудың үш деңгейі бар: концептуалды, логикалық және физикалық.

Пайдалану процедурасында концептуалдық  және физикалық моделдерге қарағанда  логикалық моделді жиі пайдаланады.

Мәліметтер сөздігі - нақты мәліметтер банкісiнiң барлық қорлары туралы ақпаратты бiркелкi және ортақтастырылып  сақтау үшiн керек.

 Мәліметтер сөздігін пайдалану  мәліметтерді енгізгу кезінде  олардың артықшылығы мен қарама-қайшылығын  азайтуға, оларды модификациялау кезінде қарапайым және тиімді басқаруды іске асыруға, мәліметтерді ортақтастырып басқару негізінде МҚ жобалау процедурасын ықшамдауға, басқа пайдаланушылармен байланыс орнатуға мүмкіндік береді.

Логикалық ұсынымда мәліметтердің  келесі моделдер түрі қолданылады: иерархиялық, желілік, реляциялық, объектілі-бағытталған (объектілі-реляциялық). Бұл моделдер түрін келесі лекцияда толық қарастырамыз.

МҚ пайдалану процесінде жаңарту  операциялары бар (мәліметтерді жазу, өшіру, модификациялау) және жауап-сұраныс (оқу). Жалпы жағдайда сұраныс процесі  екі кезеңнен тұрады. Пайдаланушы  МҚ құрылымын білу керек немесе МҚӘ.

1 кезеңде пайдаланушы құжаттардың  қандай түрі керек екенін анықтап  алу қажет. Бұл тек пайдаланушының  логикалық моделі емес, өрістерді  әр түрлі үйлестіру кезінде  оларды әр түрлі модификациялауыда  болады.

Бұл үйлестірулер реляциялық алгебра мен реляциялық есептеуде меңгерілетін қарапайым ережелер арқылы (кезең 2), пайда болады. Ары қарай ережелерді оның интерфейсі арқылы МҚБЖ-нің сәйкес қатынау нұсқауларына өзгерту қажет. Бұл мәзір, программалау тілі немесе т.б. болу мүмкін. Нәтиже қатынас немесе есеп беру түрінде ұсынылуы тиіс. МҚ пайдалану кезінде екі өзгеше операцияны қолданады: навигация мен  спецификация.

Навигация – бұл операцияның нәтижесі МҚ логикалық құрылымы бойынша жолды өту кезінде алынған бір объекті ретінде ұсынылған.

Спецификация – бұл операцияның нәтижесі мәліметтер қорының қатынас құрылымы негізінде құрылғанжаңа құрылым. Бұл қатынас «түр» деген атқа ие.

МҚБЖ іске асырудың екі негізгі  бағыты бар: программалық және аппараттық. Сөйтіп, теориялық сұрақтарды екі  топқа жинақтауға болады:

1. Мәліметтер қорының жалпы теориясына.
2. Реляциялық МҚ теориясына.

 

 

Дәріс 3. Деректер моделі

 

Деректердің абстракты түрі, құрылымы және оларға қолданатын негізгі операциялар. Деректер моделін таңдау.

Иерархиялық , тораптық және реляциялық модельдер, олардың құрылым түрлері. Қатынас, атрибут. Деректер базасында қатынастарды бірінғайлау. Реляциялық алгебра мен релячциялық есептеу. SQL және QBE сұраныс тілдері. SQL тілінде деректерді өңдеудің негізгі операторлары. Реляциялық модельдің кемшіліктері мен артықшылықтары. 

Мәліметтер моделі үш түрге бөлінеді: желілік, иерархиялық және реляциялық.

Иерархиялық  модель. Ең алдымен иерархиялық моделдi қолдана бастады. Ұйымдастыру қарапайымдығы, мәндердiң арасында алдын-ала байланыстардың бар болуы, физикалық мәліметтер моделiмен бiрдей болуы, жады көлемi шектеулi баяу ЭЕМ-да иерархиялық МҚБЖ-нiң өнiмдiлiгiн  боларлықтай етуге мүмкіндік береді.  Бiрақ, егер де мәліметтерде ағаш түрiнде құрылымы болмаса, онда қажеттi өнiмдiлiктi алу мен иерархиялық моделдi құру кезiнде көптеген қиындықтар туады.