Есептелетін және таңдау өрістерін құру

Иерархиялық модельмен  салыстырғанда  желілік модельдің  еркін  байланыстар  құруда мүмкіндіктері көп.

Мәліметтердің желілік моделінің  кемшілігі МҚ  схемасының  аса  жоғары күрделілігі  мен қатаңдығы,  сондай-ақ,  МҚ-дағы  ақпаратты  өңдеуді  әдеттегі пайдаланушының  түсініп,  орындауындағы  қиындықта  болып  табылады.

Мұнымен  қатар,  желілік  мәліметтер  моделінде  байланыстың  тұтастылығын бақылаудың  әлсіздігінде  және  жазулардың  арасындағы  еркін  байланыстарды орнату мүмкіндігінің  шығуы.

Практикада  желілік  модель  негізіндегі  жүйелер  кеңінен  таралмаған.

Танымал желілік МҚБЖ-не: IMDS, DB_VISTA III, СЕТОР, КОМПАС жатады. 

 

Реляциялық модель

 

Мәліметтердің  реляциялық  моделін  Эдгар  Кодд  ұсынған,  ол  қатынас ұғымына  негізделеді.  Қатынас  кортеж  деп  аталатын  жиын  элементтерін білдіреді.  Қатынастың  көрнекі  түрде  бейнеленуі  екі  өлшемді  кесте  болып табылады.  Кестенің  жолдары  (жазбалары)  мен  бағандары  (өрістері)  болады.

Кестенің  әрбір  жолының  құрылымдары  бірдей және  олар  өрістерден  тұрады. Кестенің  жолдарына  кортеждер,  ал  бағандарына  қатынас  атрибуттарысәйкес келеді.

Бір кестенің көмегімен мәліметтердің  арасындағы қарпайым байланысты сипаттауға  болады,  атап  айтқанда,  бір  объектінің  бөлінуі  (құбылыс, маңыздылық,  жүйелер  және  т.б.)  кестеде  сақталатын  ақпараттың  ішкі объектілер жиынына  бөлінуі,  олардың  әрқайсысына  кестенің жолдары немесе жазуы сәйкес келеді. Бұдан әрбір ішкі объектінің өріс жазуларының мәндеріне сәйкес  сипатталатын бірдей  құрылымы немесе  қасиеттері  бар. Мысалы,  кесте  топтағы  студенттер  туралы  мәліметтерден  құрылады,  яғни  олардың арқайсысына  мынадай  сипаттамалар  тән:  фамилиясы,  аты,  әкесінің  аты, жынысы,  жасы,  білімі.  Бір  ғана  кестенің  шеңберінде  пән  саласы  бойынша  мәліметтердің  өте  күрделі  логикалық  құрылымын  сипаттау  мүмкін  емес, мұндай жағдайда кестелерді байланыстыру қолданылады.

Сыртқы тасымалдаушыларда  реляциялық қорда мәліметтерді физикалық  орналастыру әдеттегі файлдардың көмегімен  жүзеге асырылады.

Мәліметтердің  реляциялық  моделінің  жетістігі –  оның қарапайымдылығы  мен  түсініктілігінде  және  оның  компьютерде  физикалық  жүзеге  асырылуының  қолайлығында.  Осындай  типті  мәліметтерді  өңдеу тиімділігінің проблемасы техникалық тұрғыдан толық шешілген.

Реляциялық  модельдердің  кемшіліктері  төмендегідей:  жеке  жазуларды идентификациялаудың  стандартты  құралдарының  жоқтығы  мен  иерархиялық және желілік  байланыстарды сипаттаудың күрделілігі. 

Дербес  компьютерлерге  арналған  шетелдік  реляциялық  МҚБЖ-нің мысалдарына, dBase  III Plus және dBase  IV  (Ashton-Tate фирмасының), FoxPro және  FoxBase  (Fox  Software фирмасының),  Paradox және  dBASE  for Windows (Borland),  Visaul  FoxPro    және  Access  (Microsoft),  Clarion  (Clarion  Software), Oracle (Oracle) және т.б. жатады.

Реляциялық  МҚБЖ-дың  соңғы  версиялары  объектіге-бағытталған  жүйелердің  кейбір  қасиеттерінен  тұрады.  Мұндай  МҚБЖ-н  объектілі-реляциялық  деп  атайды.  Бұл  жүйелерге  мысал  ретінде  Oracle  8.х  өнімін жатқызуға болады. Алдыңғы версиялары, яғни Oracle 7.х-ге дейінгі версиялары «таза» реляциялық МҚБЖ-не жатады.

 

Постреляциялық  модель

 

Классикалық  реляциялық  модель  кестенің  өрісіндегі  жазуда  сақталған мәліметтердің  бөлінбеушілігін  ұсынады.  Бұл  кестедегі  ақпараттың  алғашқы  қалыпты  формадағы  ұсынылатындығын  көрсетеді.  Шектеулерде қосымшалардың  тиімді  жүзеге  асырылуына  кедергі  жасайтын  жағдайлар кездеседі.

Постреляциялық  модель  кесте  жазуында  сақталатын  мәліметтердің  бөлінбейтіндігі тәрізді шектеуді болдырмайтын кеңейтілген реляциялық модель болып табылады. Мәліметтердің  постреляциялық моделі көп мәнді  өрістерді –мәндері  ішкі  мәндерден  тұратын  өрістерді  ұсынады.  Көп  мәнді  өрістердің мәндерінің  жиынтығы  негізгі  кестеге  орнатылған  өзіндік  кесте  болып табылады.  Бірдей  мәліметтерді  салыстырмалы  түрде  реляциялық  (а)  және постреляциялық  модельмен  (ә)  сипаттайтын  мысал  келтірейік.  1-кесте  құжат нөмірі мен алушылардың номері туралы мәліметтерден  тұрады. 2-кесте құжат нөмірінен, тауар атынан және тауар мөлшері  туралы мәліметтерден тұрады. Екі кесте бір-бірімен құжат нөмірі өрістері бойынша байланысқан.

 

 

 

 

Кестелерде  келтірілгеніндей  реляциялық  модельмен  салыстырғанда  постреляциялық модельде мәліметтердің  сақталуы тиімділеу, сондай-ақ, өңдеу  барысында  екі  кестедегі  мәліметтерді  біріктіру  операциясын  орындау  талап етілмейді.  Өрістердің  қабаттасуымен  қатар,  постреляциялық  модель ассоцияцияланған көп мәнді  өрістерді қамтиды. Бұдан жолдағы  ассоциацияның бір  бағанындағы  бірінші  мән  оссоциацияның  басқа  барлық  бағандарындағы бірінші  мәнге сәйкес келеді. Дәл осылайша басқа бағандардың екінші мәндері  де дәл осылай байланысады.

Кестедегі  жазулардың  өрісінің  мөлшері  мен  өрістің  ұзындығына тұрақтылық  талабы  қойылмайды.  Бұл  кестедегі  мәліметтердің  құрылымының өте икемді болатынын  білдіреді.

Өйткені  постреляциялық  модель  бойынша  кестеде  нормальданбаған  мәндерді сақтауда да мәліметтердің  қарама-қайшылықсыздығы мен тұтастығын қамтамасыз  ету  проблемасы  пайда  болды.  Бұл  проблема  МҚБЖ-сі механизмдерінде ұқсас сақталатын процедураларды клиент сервер жүйелеріне қосу арқылы шешіледі.

Бақылау  функциясын  сипаттау  үшін  өріс  мәндерінде  процедура  құру (конверсия  коды  мен  корреляция  коды)  мүмкіндігі  бар,  ол  мәліметтерге оралғаннан  кейін  немесе  оралғанға  дейін  автоматты  түрде  шақырылады.

Корреляция  коды мәліметті  оқығаннан  кейін,  өңдеу  алдында  орындалады. Ал конверсия коды керісінше, мәліметтерді өңдегеннен кейін орындалады.

Постреляциялық  модельдің  жетістігі  байланысқан  реляциялық  кестелер жиынтығын  бір  ғана  постреляциялық  кестемен  беруде  болып  табылады.  Бұлақпаратты  беруде  аса  үлкен  көрнекілікті  қамтамасыз  етеді.  Сонымен  қатар, мәліметтерді өңдеу тиімділігін  арттырады.

Постреляциялық  модельдің  кемшілігі  –  сақталынған  мәліметтердің  қарама-қайшылықсыздығы  мен  тұтастығын  қамтамасыз  ету  проблемасын  шешудің күрделігінде болып табылады.

    Мәліметтердің   постреляциялық  моделіне  uniVers,    Bubba  және Dasdb МҚБЖ-рі жатады.

 

Көп өлшемді модель

 

Қордағы мәліметтерді берудің  көп өлшемді тәсілі реляциялық модельмен  бірге пайда болды, бірақ осы  уақытқа дейін нақты жұмыс  істейтін көп өлшемді МҚБЖ  өте  аз  болды.  90-шы  жылдардың  ортасынан  бастап,  бұл  модельге қызығушылық  жаппай  етек  алды.  Бұған  реляциялық  тәсілдің  негізін  салушылардың  бірі  Э.Коддтың  1993  жылы  жазған  программалық  мақаласы түрткі  болды.  Онда  OLAP  (Online  Analitical  Processing-жедел  аналитикалық өңдеу)  класындағы  қойылатын  12  негізгі  талап  тұжырымдалған.  Олардың ішіндегі  ең  маңыздысы  көп  өлшемді  мәліметтерді  өңдеу  мен  концептуальды  беру  мүмкіндіктерімен  байланысты.  Көп  өлшемді  жүйелер  шешім  қабылдау мен талдау жүргізуге арналған ақпараттарды жедел өңдеуге мүмкіндік  береді.

Ақпараттық  жүйелер  тұжырымдамасының  дамуында  төмендегідей  екі бағытты  бөліп көрсетуге болады:

• жедел (транзакциялық) өңдеу  жүйесі;

• аналитикалық өңдеу жүйесі (шешім қабылдауды сүйемелдеу жүйесі).

Реляциялық  МҚБЖ  ақпараты  жедел  өңдейтін  ақпараттық  жүйелерге  арналды  және  осы  салада  барынша  тиімді  болды.  Ал  аналитикалық  өңдеу жүйелерінде айтарлықтай қолайлылық танытпады, ал көп өлшемді МҚБЖ әлде қайда тиімді болды.

Көп  өлшемді  МҚБЖ  ақпаратты  интерактивті  аналитикалық  өңдеуге арналған МҚБЖ болып  табылады. Енді көп өлшемді МҚБЖ-де пайдаланатын негізгі  ұғымдарға  тоқталайық:    мәліметтердің  болжанатындығы,  тарихилығы және агрегаттылығы.

Мәліметтердің  агрегаттылығы-ақпаратты  жалпылаудың  әртүрлі деңгейінде қарастыруды көрсетеді. Ақпараттық жүйелерде пайдаланушы үшін ақпаратты  берудің  даралылығы  оның  деңгейіне  тәуелді  болады:  талдаушы, пайдаланушы-оператор, басқарушы, жетекші.

Мәліметтердің  тарихилығы  мәліметтердің  және  олардың  өзара байланысының  жоғары  деңгейдегі  тұрақтылығын,  сондай-ақ,  уақытқа  байланыстылығының міндетті болуын қамтамасыз етеді.

Мәліметтердің  тұрақтылығы  оларды  өңдеу  барысында  шақыру,  сақта, индекстеу және таңдаудың  арнайы әдістерін пайдалануға мүмкіндік  береді.

Мәліметтердің  уақытқа  байланыстылығы  таңдау  құрамында  уақыт  пен ай-күннің мәндері болатын  сұрауларды жиі орындау үшін қажет. Мәліметтерді өңдеу  және  беру  процесінде  мәліметтерді  уақыт  бойынша  реттеу  қажеттілігі  пайдаланушыға  сақтау механизмі  мен  ақпаратқа кіру мүмкіндігіне қойылатынталапты  жүктейді.  Уақытты  азайту  үшін  сұрауларды  өңдеу  дұрыс  болып табылады, мәліметтер жиі сұралатын деңгейде сұрыпталып тұруы қажет.

Мәліметтердің болжанатындығы болжау функциясын беруге болатынын  және оның әртүрлі уақыт аралығында қолданылатындығын білдіреді.

Мәліметтердің  көп  өлшемді  моделі  цифрлық  мәліметтерді көрнекілендірудің  көп  өлшемдігін  емес,  мәліметтерді  манипуляциялау операцияларында және сипаттауда ақпарат құрылымын көп  өлшемді логикалық беруде болып  табылады.

Реляциялық  модельмен  салыстырғанда  мәліметтерді  көп  өлшемді  етіп ұйымдастыру жоғары көрнекілік пен хабардарлылықты  қамтамасыз етеді. Оны 2.7-кестедегі  автомобильдің  сатылу  көлемі жөніндегі  мысалда  реляциялық  (а) және көпөлшемді (ә) тәсілмен берілулерін көруге болады.

а

ә

 

Сурет 6 -  Мәліметтердің  реляциялық және көпөлшемді берілулері.

 

Мәліметтердің көп өлшемді  моделінің негізгі ұғымдарын  қарастырайық, оған өлшем мен ұяшық  жатады.

Өлшем  –  бұл  гиперкубтың  бір  бүйір  қырын  құрайтын  бір  типті мәліметтер  жиынтығы.  Жиі  пайдаланылатын  уақыт  өлшемдерінің  мысалына Күндер, Айлар, Тоқсандар, және Жылдар жатады. Географиялық өлшем  ретінде Қалалар,  Аймақтар,  және  Елдер  алынады.  Мәліметтердің  көп  өлшемді моделінде гиперкубтың  ұяшықтарындағы нақты мәндерді идентификациялауда өлшеу индекстер ролін атқарады.

Ұяшық  немесе  көрсеткіш  –  бұл  мәндері  тіркелген  өлшеулер жиынтығымен  бір  мәнді  анықталатын  өріс.  Өрістің  типі  көпшілік  жағдайда сандық  болып  анықталады.  Кейбір  ұяшықтың  мәндерінің  қалай қалыптасатынына  тәуелді, ол әдетте айнымалы болуы (мәндері  өзгеріп, сыртқы мәліметтер  көзінен  шақырылуы  немесе  программалық  жолмен  қалыптасуы) немесе формула  арқылы  (алдын  ала  берілген формула  бойынша  электрондық кестедегі  тәрізді есептелуі) мүмкін.

Қазіргі көп өлшемді МҚБЖ-де мәліметтерді ұйымдастырудың екі негізгі  схемасы пайдалынады: гиперкубтық  және поликубтық.Поликубтық  үлгіде МҚ-да  әртүрлі  бірнеше  гиперкуб  анықталуы мүмкін және  оның  әрбір  қырындағы  өлшемдері  әртүрлі  болып  келеді.  Поликубтық үлгідегі МҚ-н сүйемелдейтін жүйенің мысалына Oracle Express Server жатады.

Гиперкубтық  үлгіде  барлық  көрсеткіштер  белгілі  бір  өлшеулер жиынтығымен  анықталады.  Бұл  МҚ-дағы  болатын  бірнеше  гиперкубтардың өлшемдері бірдей болатынын көрсетеді. Кейбір жағдайларда, егер ұяшықтарды міндетті  түрде  толтыру  талап  етілсе.  Онда  МҚ-дағы  ақпарат  шамадан  тыс артық болуы мүмкін.

Мәліметтердің  көп  өлшемді  моделінде  қолданылатын  бірқатар  арнайы операциялар бар: «кесу», «айналдыру», «агрегациялау» және «детализациялау».

«Кесу»  (Slice)  бір  немесе  бірнеше  өлшеуді  тіркеу  нәтижесінде  алынған гиперкубтар жиынтығы.  Кесу  пайдаланушының  қолданатын  мәндерін шектеу үшін  орындалады,  өйткені  гиперкубтың  барлық мәндері  практикада  ешқашан бір  мезгілде  пайдаланылмайды.  Мысалы,  гиперкубтағы  автомобиль  моделін өлшеу  мәндерін  шектесе  («жигули»  маркалы),  онда  автомобильдің  осы маркасын жыл бойы  әртүрлі менеджерлердің  сатуын бейнелейтін  екі өлшемді  кесте алынады.

«Айналдыру»  (Rotate) екі  өлшемді мәліметтерді беру үшін қолданылады.

Оның негізгі мәні мәліметтерді көрнекі  етіп  көрсету жағдайында өлшеу ретін өзгерту болып  табылады. Мысалы, 2.7-суреттегі ә-кестеде  екі өлшемді кестенің айналуы  көрсетілген. Мұнда өзгеріс Х  осінің бойында автомобиль маркалары, ал У осінің бойында уақыт орналасатындай болып өзгереді.

«Айналдыру»  операциясын  көп  өлшемді  жағдай  үшін  де  жалпылауға болады,  ол  үшін  өлшеуді  шығару  ретінің  өзгерісі  процедурасы  ретінде қарастырамыз.

«Агрегациялау»  (Drill  Up)  және  «детализациялау»  (Drill  Down) операциялары  гиперкубтағы  ақпаратты  пайдаланушыға  жалпылап  беруге немесе талдап беруге көшуді көрсетеді.

«Агрегациялау»  операциясының  мағынасын  бейнелеп  көрсетуді  төмендегідей гиперкуб мысалымен түсіндіруге  болады. Гиперкубта келтірілген өлшеулермен  қатар,  тағы  да  мынадай  өлшеулер  бар:  бөлімше,  аймақ,  фирма, мемлекет. Бұл жағдайларда өлшеулердің  арасында иерархиялық қатынас бары байқалады  (төменнен  жоғары  қарай):  бөлімше,  аймақ,  фирма,  мемлекет.

Берілген  гиперкубтың  сипатталуында  менеджер  Дәулетовтің  1995  жылы «Жигули»  және  «Волга»  автомобилін  сатқаны  анықталған  болсын.  Иерархия бойынша  бір  деңгейге  жоғары  көтеріле  отырып,  «агрегация»  операциясының көмегімен  Даулетов  істейтін  бөлімше  деңгейдегі  осы  модельдердің  сатылу қатынасының  қалай көрінетінін анықтауға  болады.