Ақпараттар жүйесiн математикалық жабдықтау және басқару

 

1.6 Электрондық оқулықты пайдалануға дайындық

 

Бұл жұмыс кезеңiнiң мазмұны:

1. Тестiлеу;
2. Қанау бойынша нұсқау жазу;
3. Методикалық қамсыздандыруды өңдеу;
4. Бiлiм министрлiгiнен грифтi тiркеу және алу үшiн материалдар дайындау;
5. ЭО – то қорғау және тарату;

болып табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II ТАРАУ “Мәлiметтер базасын жобалау” бойынша электрондық оқулық

 

2.1 Мәліметтер базасын құру негіздері

 

1. Пәнді оқыту мақсаттары мен  міндеттері

  2.МБ - ның тарихы мен МББЖ даму перспективалары

 

1. Пәнді оқыту мақсаты  мен оқу тапсырмалары

«Мәліметтер және бактер базасы» пәнінің оқытудың мақсаты  мәліметтер базасын теориялық негізін құру, қазіргі мәліметтер базасын басқару жүйесін құру сонымен қатар, компьютерлік жүйеде ақпараттарды қайта өңдеу және басқаруда қолданылады. 

Пәнді оқытудың негізгі мақсаты болып  студенттердің мәліметтер базасын құру, жобалау және банктер мен мәліметтер базасын негізге ала отырып қолдану. 

а) МББЖ негізгі құралдары мен персоналды МБ технологиялары

б) Microsoft Excel Access 97/2000 көмегімен мәліметтер базасын бөлу және тұтынушылар қолданатын  бөлігін іске қосу.

в) Microsoft SQL Server 7.0 көмегімен сенрверлі бөлімін іске қосу

Негізгі көңіл аударарлық мәселе болып банктер мен мәліметтер базаларының қызметі, құрылымы, негізгі түсініктер мен анықтамалар берілген білім шегінде бағыттау; қазіргі реляционды алгебра және модельдер қарастырылады, сонымен қатар МБ ның қазіргі стандартты жұмыс тілі, яғни SQL-тілі;МБ жобалау сұрақтары, жалпы МБ ның қолдау принциптері, қайта өңделген мәліметтерді бөлу, МБ дағы ақпараттардың қорғалынуы және қазіргі МБ ның ортақ құрылысы.    

 

2.МБ ның даму тарихы МББЖ даму перспективалары

Есептеу техникаларының даму тарихында  оның қолданылуының екі негізгі шегін бөліп көрсетуді қарастыруға болады:Бірінші шегі болып қолмен есептеуге болмайтын өте күрделі есептерді есептеу техникасын қолдана отырып оңтайландару.

Бұл областың дамуы күрделі математикалық есептерді интенсификациялық әдістерді қолдана отырып шешу,бағдарламалық тілдердің пайда болуы,есептеу алгоритмдерінің ыңғайландыруға бағытталуы,ЭЕМ дің жаңа архитиктураларының кері байланыста қалыптасуы болып табылады.Есептеу техникаларының бұл шекте қолданылған қайта өңделген күрделі алгоритмдердің болуы    құрылысына қарай жай мәліметтерді құруға болатын көлемі салыстырмалы түрде үлкен емес.Екінші шегі  біздің тақырыбымызға тікелей қатысты болып табылатын есептеу техникаларын  және де автоматтандырылған ақпараттық жүйелерді қолдану.Көптеген есептердің шешілу негіздері ақпараттардың қайта өңделуіне байланысты болады.Ақпараттардың қайта өңделуін жеңілдету үшін ақпараттық жүйе (АЖ) құрылады.

АЖ автоматтандырылуы деп техникалық құралдар,көбінесе ЭЕМ қолдану.декватты түрде бөліп  АЖ дің көбі автоматтандырылған, сондықтан оны қасқартып АЖ деуге болады.АЖ лер аппаратты бағдарламалық істерді іске қосады, бұлар келесі функцияларды жүзеге асырады:

Ақпараттарды компьютер жадысында сенімді сақтау.

Осы жұмысты спецификалық орындау.

         Қолданушыға  ыңғайлы және интерфейсті оңай  қабылдау.

Әдетте мұндай жүйелер күрделі құрылымды үлкен көлемді ақпараттармен жұмыс жасайды.Ақпараттық жүйлердің классикалық мысалдары болып кәсіпорынның автоматтандырылған басқару жүйесіндегі(АБЖ) банктік жүйелері,авияциялық және теміржол билеттерінің  резервтік жүйелері, қонақ үй орындарының және т.б резевтік жүйелерін айтуға болады. Есептеу техникаларының екінші шегі біріншіден қарағанда кешірек пайда болды.Бұл мүмкіндік ақпараттардың компьютерде сақталуының шектеулілігімен байланысты..Сенімді және ұзақ уақытқа сақталған ақпараттар туралы еске сақтау құүралдарының болу құрылғылары болған кезде айтуға болады., Біріншіден, компьютерде екі түрлі жады қолданылды, бұлар магниттік ленталар және барабандар.Магниттік ленталардың сиымдылығ айтарлықтай үлкен болды, дегенмен бұл өз табиғатынан мәліметтерге кіру жолын қамсыздандырды. Ал магниттік барабандар еркін кіруге мүмкіндік бергенмен, сақталынатын ақпараттар көлемі шектеулі болды.

Санды есептеулер үшін бұл шектеулер негізгі емес еді. Бірақ АЖ дегі жалпы ақпараттық объектінің екі жақты байланысы нақты әлемнің объектілер модельдерін бөліп көрсетеді.Тұтынушылардың ақпараттарға мұқтаждығы нақты объектілердің жағдайын адекватты түрде бөліп көрсетеді, яғни салыстырмалы түрде өз сұрақтарына жедел реакция беруін талап етеді., бұл үшін магнитті ленталар мен барабандар жадысы жеткіліксіз болды.

    Магниттік дисктердің пайда болуымен сыртқы жадының басқару жүйесінің тарихы басталды. Бұған дейін әрбір қолданбалы бағдарламалар магнитті лентаға немесе барабанға өз үлесінше бөліп, жедел жады мен ақпаратты бағдарламалы  құралдардың орнын ауыстырып отырған. Бұл дегеніміз әрбір қолданбалы бағдарлама өз үлісіндегі мәселелерді құрылымымен атауына қарай шешу керек болған.

    Файлдар мен файлдық жүйелер. Ақпараттық жүйелердің дамуындағы басты қадам болып файлдардың орталықтандырылған басқару жүйесі болып табылады.Бағдарламаның көзқарасына қарасақ файл, сыртқы жадының аталған обласы немесе шегі, мұнда жазуға және санауға болатын мәліметтер кіреді.Файлдардың аталу ережесі,мәліметтерді қолдану әдістері және осы мәліметтердің құрылымдары файлдарды нақты басқару жүйесіне тәуелді (файлдық жүйелер).Бірақ та айта кететін жайт бірнеше қолданушылардың бір файлдың бәруақытта қолданылуы болған, ал файлдың құрылымын өзгерту қолданушының бағдарламалық қосымшаларының ортақ файлды өңдеу кезінде шешіп отырған мәселелерін өзгерту керек болды. Бұл кемшіліктер ақпараттық басқарудаң жаңа түрін ойлап табуға себеп болды.Бұл жүйе жаңа бағдарламалық жүйелер негізінде іске асырылды, яғни бұл мәліметтер базасын басқару жүйесі (МББЖ) , ал ақпараттар сақталынатын жүйе мәліметтердің банктер мен базалар жүйесі (М Б мен БЖ) деп аталындыМББЖ даму тарихы 40 жылдай уақыт бойы қолданылып келеді.1968 жылы өндірістік МББЖ жүйе IBM фирмасының IMS қолданылуға кірді.1975 жылы тілдер жүйесі бойынша бірінші ассоциациясы мәліметтерді өңдеу Conference of Data System Languages (CODASYL) пайда болды, бұл мәліметтер базасындағы теориялық түсініктерді фундаменталды қатарын анықтады, осы уақытқа дейін желілік мәліметтер моделінің негізі болып саналып келуде.  Теориялық мәліметтер базасын ары қарай дамытушылар қатырына белгілі үлес  қосқан американдық математик Э.Ф Кодд болып табылады, бұл ғұлама реляциондық мәліметтер моделіні ойлап табушы.Кодд реляционды модель мен реляционды алгебраны ойлап тапқаны үшін Американдық Ассоциация Тьюрингі премиясына ие болды. Осылайша мәліметтерді қайта өңдеу бағытының дамуын төрт этапқа бөлеміз.

Бірінші этап үлкен ЭЕМ дағы мәліметтер базасы.

    Үлкен IBM 360/370, ЕС ЭЕМ, мини ЭЕМ сы  типіндегі мәліметтер базасын ұйымдастырумен байланымты. Мәліметтер базасы ЭЕМ ның орталық сыртқы жадысында сақталды, бұлардың қолданушылары болып пакеттік режимдегі есептер. Мықты операциялық жүйелер паралельді келісілген көптеген есептерді орындауға мүмкіндік берді. МБ на кіру бағдарламасы әртүрлі тілдермен жазылып сандық бағдарламалар негізінде енгізілген.Бағдарламаға кірудің интерактивті режимі консольді терминдер көмегімен жүзеге асты.

Екінші этап ПК дегі МБ. Бұларға осы уақытқа дейін кеңінен қолданылған МББЖ Dbase (DBaseIII+,DBaseVI) , FoxPro, Clipper, Paradox жатады.

Үшінші этап бөлінген мәліметтер базасындағы, яғни персонализациядан кейін кері процесс интеграция басталды. Жергілікті желілердің пайда болуымен қатар әр жерлерде сақталған және де өңделген келісілген мәліметтер мәселесі туындады. сонымен қатар транзакция пайда болды. Мәліметтерді сипаттау мен монипуляциялау тілдері SQL және әртүрлі МББЖ технологиялар пай  бола бастады, мысалы:ODBC протоколы(Open DateBase Connectivity)Microsoft фирмасының, МББЖ представительдері болып MS Accsess 97 және қазіргі мәліметтер базасының серверлері Oracle Informix ,SQL және т.б.

Төртінші этап (МББЖ перспективалары). Бұл этап жаңа технологиялардың пайда болуы интранет пен тығыз байланысты.

 

 

  2.2 Негізгі түсініктер және анықтамалар

 

1. Негізгі түсініктер және анықтамалар: ақпараттық жүйелер, деректер банкі.

2. Деректер базаларының және банкілерінің архитектурасы, физикалық және логикалық тәуелсіздік.

3. Пайдаланушылық сұранымның өту  үрдісі.

4. Деректер банкінің өмірлік  циклі және деректер базасын  басқарушының негізгі функциялары.

5. Деректер моделдерінің сыныптамасы.

 

1. Негізгі түсініктер  және анықтамалар: ақпараттық жүйелер, деректер банкі.

    Кең мағынада ақпараттық жүйе ретінде ақпаратты өңдейтін кез-келген жүйе қарастырылуы мүмкін. Қолданылатын облыс бойынша өндірісте, білім беруде, денсаулық сақтауда, ғылымда, әскери істе, әлеуметтік сферада, саудада және т.б.салалардағы ақпараттық жүйелерді бөліп көрсетуге болады. Мақсаттық функция бойынша ақпарттық жүйелерді келесі категорияларға бөлуге болады: басқарушылық, шешімді қабылдауды қолдаушы, ақпараттық-анықтамалық.                 Тар мағынада ақпарттық жүйе белгілі бір қолданбалы міндетті шешуге (мысалы: кәсіпорындағы кадрлар есебі, бухгалтерлік есеп) қатыстырылған ақпараттық-аппараттық құралдардың жиынтығы болып саналады.

    Деректер банкі бір немесе бірнеше деректер базасы ретінде ұйымдастырылған, өңделетін ақпаратты орталықтандырылған сақтау, жинау және ұжымдық көп мақсатты пайдалану функциялары жүзеге асырылған ақпараттық жүйелердің бір түрі.

    Деректер банкі жалпы жағдайда келесі құраушылардан құралады: деректер базасы, деректер базаларын басқару жүйесі (СУБД), деректер сөздігі, администратор, есептеу жүйесі және қызмет көрсету персоналы. Аталған құраушыларды және олармен байланысты негізгі түсініктерін қысқаша қарастырайық

    Деректер базасы – есептеу жүйесінің жадысында сақталатын және объектілер жағдайы мен олардың қарастырылатын пәндік облыстағы өзара байланыстарын көрсететін арнайы жолмен ұйымдастырылған деректер жиынтығы.

    Базада сақталатын деректердің логикалық құрылымын деректерді көрсету моделі деп атайды. Негізгі деректерді көрсету моделдеріне (деректер моделдеріне) келесілер жатады: иерархиялық, желілік, реляциондық, көпмөлшерлі, объектіге бағытталған.

    ДББЖ –  көптеген пайдаланушылардың деректер базасын құру, жүргізу және бірге пайдалану үшін арналған тілдік және бағдарламалық құралдардың кешені. Мысалы, деректердің реляциондық моделін пайдалануға негізделген ДББЖ реляциондық ДББЖ деп аталады.

    Пайдаланушылар деректер базалармен жұмыс істеу кезінде приложение деп аталатын бағдарламаларды қолданады. Жалпы жағдайда бір деректер базасымен бірнеше приложение жұмыс жасай алады. Мысалы, егер деректер базасы кәсіпорын жұмысын моделдейтін болса, онда онымен жұмыс жасау үшін кадрларды есепке алатын приложенияны, еңбек ақы есептеуге арналған приложенияны, қойма есебін жүргізу үшін приложенияны жасауға болады. Бір деректер базасымен жұмыс істейтін  приложениялар бір-бірінен тәуелсіз жұмыс жасап, ДББЖ олардың жұмысының дұрыстығын қамтамасыз ету керек.

    Деректер сөздігі – деректер құрылымы, файлдардың бір-бірімен байланысы, деректер типі және олардың форматтары, пайдаланушыларға деректердің қатыстылығы, қорғау кодтары және пайдаланушыларды бөлу туралы ақпаратты орталықтандырылған сақтауға арналған деректер банкінің жүйешесі.

Функционалды түрде деректер сөздігі кез-келген деректер базасында болады, бірақ оның атауы әртүрлі болуы мүмкін.

    Көп жағдайда деректер сөздігінің функцияларын ДББЖ орындайды және жүйенің негізгі менюі немесе оның утилиттері арқылы жүзеге асады.

Деректер базасының администраторы – деректер базасын жобалау, құру, тиімді пайдалану, жүргізу үшін жауапты тұлға немесе тұлғалардың тобы. Пайдалану процесінде администратор ақпараттық жүйенің қызмет етуін бақылап, рұқсатсыз пайдаланудан қорғауды, деректердің бір-біріне қарама-қайшылықтардың болмауын, шынайлығын қамтамасыз етеді.

    Есептеу жүйесі – ақпаратты қабылдау, өңдеу, пайдаланушыларға беру процестердің автоматизациясын қамтамасыз ететін ЭЕЖ немесе процессорлардың өзара байланысты жиынтығы.

Деректер банкінің негізгі функциялары деректерді сақтау және өңдеу болғандықтан, есептеу жүйесі процессорлардың қуаттылығымен қатар оперативті және сыртқы жадының көлемі де жеткілікті болу керек.

Қызмет көрсету персоналы техникалық және бағдарламалық құралдардың жұмыс істеу жағдайын қамтамасыз ету функцияларын атқарады. Ол профилактикалық, қалпына келтіру және басқа да жоспарға сәйкес жұмыстарды атқарады.

 

  2. Деректер базаларының және банкілерінің архитектурасы, физикалық және логикалық тәуелсіздік.

    Деректер базасын жобалау процесі пайдаланушылардың концептуалдық талаптарды құрудан басталады. Бұл талаптар жеке пайдаланушылардың талаптарын біріктру арқылы құралып, деректер базасының коцептуалды моделі деп аталады. Басқаша айтқанда, концептуалды модель деректер базасымен жұмыс жасайтын барлық приложениялар жұмыс жасайтын деректерді біріктіріп, осы приложениялардың талаптардың барлығын ескереді. Концептуалды модель оьъектілерді және олардың байланыстарын оларды сақтаудың физикалық әдістерінсіз көрсетеді. Сонымен концептуалды модель пәндік облыс болып табылады.

    Концептуалды модель кейін таңдалған ДББЖ сәйкес келетін деректер моделіне айналады. ДББЖ қамтамасыз ете алатын концептуалды моделдің версиясы логикалық модель деп аталады. Пайдаланушыларға бұл логикалық моделдің сыртқы моделдер деп аталатын құраушылары бөлінеді. Логикалық модель физикалық жадыға ауысады.

    Жоғарыда көрсетілген моделдерге сәйкес деректер базасын ұйымдастырудың 2.1 суретте бейнеленген үш деңгейлі жүйесі бар. Оны стандартизация бойынша американдық комитет ANSI (American National Standards Institute) ұсынды.

 

 

 

Сурет 2.1. Үш деңгелі ДББЖ моделі

 

Бұл архитектура деректермен жұмыс істеу барысында логикалық (1 мен 2 деңгейлер арасында) және физикалық ( 2 мен 3 деңгейлер арасында) тәуелсіздікті қамтамасыз ете алады. Логикалық тәуелсіздік берілген деректер базасымен жұмыс істейтін приложенияны басқа приложенияларды өзгертпей өзгертуге мүмкіндік береді. Физикалық тәуелсіздік сақталатын ақпаратты приложениялардың жұмысын өзгертпей бір таспадан екіншісіне ауыстыруға мүмкіндік береді. Файлдық жүйелерді пайдаланған кезде бұл екі қасиет жетіспеді. Концептуалдық деңгедің пайда болуы деректер базасын орталықтандырылған басқару аппаратын қалыптастыруға мүмкіндік берді.

 

4. Деректер банкінің өмірлік циклі  және деректер базасын басқарушының негізгі функциялары.

    Кез-келген бағдарламалық-ұйымдық-техникалық кешені сияқты деректер банкі уақытта және кеңістікте орын алады. Ол өзінің дамуында өмірлік цикл деп аталатын кезеңдерден тұрады. өмірлік цикл деректер базасын құру туралы шешім қабылдау моментінен басталып, оны оның эксплуатациясы аяқталған ға дейінгі уақытты қамтиды. Өмірлік цикл моделі ретінде өмірлік цикл барысында процестердің, іс-әрекеттердің, міндеттердің орындалу кезектілігін және өзара байланысын анықтайтын құрылым түсіндіріледі. Өмірлік циклдің келесі этаптары бар: