Читать книгу Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар - Коллектив авторов - Страница 16

Қалыпқа келтіру (нормалау). ДҚ-ны жобалау кезінде артық деректерді барынша минималдау керек. Артық дерек ақпараткөлемінің артуына, көшірме ақпарат енгізу барысында туындайтын қателіктерге әкеп соқтырады.

Атрибуттарды таңдау барысында басты критерий мақсатқа сәйкес критерийге, яғни ДҚ-ны құру мақсатына, оның келесі қолданыстағы қасиеттерінің талаптарына сәйкестігі болып табылады. Мысалы, кітапхананың кітап қорына байланысты құрылған ДҚ-да кітаптың салмағы, баспаның мекенжайы, кітаптың шығарылған жері, автордың өмір сүру уақыты секілді т.б. сипаттамаларын енгізудің қажеттілігі жоқ.

Жобалау кезіндегі қателіктер өте үлкен қиындықтарға әкеп соқтырады, себебі егер ДҚ үлкен болса, онда мыңдаған жазбалар сақталады. Қажеттілігі жоқ ақпарат, олардың қарама-қарсылығы, тұтастығының жоғалуы, яғни деректер арасындағы байланыстың жоғалуы қате жобалаудың әсерінен туындайды. Нәтижесінде ДҚ жұмысқа қабілетсіз және қымбат өзгерістерді талап етеді.

1970 жылы Е. Кодд реляциялық ДҚ-ның теориясын жетілдірді. Жоғарыдағы ДҚ-ны жобалау кезінде туындайтын қателіктердің алдын алу үшін ДҚ-ны жобалау технологиясы ұсынылды. Бұл технология бойынша ДҚ-дағы кестелер үшінші қалыпты формаға келтіріледі. Осыған дейін ДҚ-ға енгізілетін деректер бірінші қалыпты формада көрсетіліп, кейін екінші қалыпты формаға түрленеді. Бұл үрдіс деректердің қалыпқа келуі деп аталады. Деректерді қалыпқа келтіруді мысал ретінде студенттердің оқитын курсы мен оқытушыны таңдауын қарастырайық.

Студенттердің таңдаған курстары мен оқытушылары туралы деректен тұратын ДҚ-ны құру керек. Алдымен студенттің аты-жөні, оның туған күні, студент жататын топтың нөмірі, оқытушының аты-жөні, курсты таңдау уақытынан тұратын кесте (5.1-кесте).

5.1-кесте

«Таңдау бойынша курстар» ДҚ

Осындай түрде ұйымдастырылған деректердің кемшіліктері анық көрсетілуде. Біріншіден, артық дерек көп екендігі, яғни бір студенттің туған күні, бір курстан беретін оқытушының аты-жөні қайталануда. Мұндай ДҚ-да дәйексіз, қайшы келетін деректер кездестіріп қалудың ықтималдылығы үлкен. Мысалы, 102-топта оқытушы өзгерсе, онда ДҚ-ны толық қарастырып, осы курсқа қатысты жазбалардың бәріне өзгерістер енгізу керек. Осыған орай бір жазбаны өткізіп алу ықтималдылығы үлкен. Әрбір жаңа курсты енгізген сайын студенттер өзінің туған күнін, топ нөмірін, оқытушының аты-жөнін енгізіп отыру қажет, яғни ДҚ-да енгізіліп қойған ақпарат.

Біз бірінші қалыпты формадағы кестені аламыз. Айтылған кемшіліктерді жою үшін әрі қарай қалыпқа келтіру керек. Осы кестенің құрылымы келесі түрде келтіріледі:

ТАҢДАУ БОЙЫНША КУРСТАР (АТЫ-ЖӨНІ, ТУҒАН КҮНІ, ТОП, ОҚЫТУШЫ, КУРСТЫ ТАҢДАУ УАҚЫТЫ)

Жазбалар кілтін орнату керек. Мұнда құрама кілт, ол өзінде екі өрісті қамтиды: АТЫ-ЖӨНІ және ТАҢДАУ УАҚЫТЫ. Әрбір жазба – студент таңдаған белгілі бір курс жайлы ақпарат. Егер студент бір жолда тек бір таңдау жасай алатынын ескерсек, онда әртүрлі жазбаларда екі өріс: студенттің аты-жөні және курсты таңдау уақыты жайлы ақпарат қайталанбайды.

Екінші қалыпты форманың анықтамасы бойынша барлық кілттік емес өрістер функционалдық жағынан толық кілтке тәуелді болу керек. Бұл кестеде тек КУРС өрісі студенттің аты-жөні мен таңдау уақыты арқылы анықталады. Қалған өрістер студенттің аты-жөніне ғана тәуелді, яғни таңдау уақытына тәуелсіз болып келеді. Екінші қалыпты формаға түрлендіру үшін кестені келесідей екіге бөлу қажет:

ТАҢДАУ (АТЫ-ЖӨНІ, ТАҢДАУ УАҚЫТЫ, КУРС)

СТУДЕНТ (АТЫ-ЖӨНІ, ТУҒАН КҮНІ, ОҚЫТУШЫ)

ТАҢДАУға байланысты екі өрістен тұратын құрама кілт әрекет етеді, ал СТУДЕНТке байланысты АТЫ-ЖӨНІ кілттік өріс болып табылады.

Екінші көзқараста өтпелі тәуелділік бар. Ол келесі түрде анықталады:

ОҚЫТУШЫ өрісі студенттің аты-жөнімен өтпелі ТОП өрісімен анықталады. Шынымен, барлық оқытушылар белгілі бір топқа тіркеліп, осы топқа кіретін студенттермен жұмыс жасайды.

Үшінші ретті қалыпты форманың анықтамасына сәйкес өтпелі тәуелділіктер орын алмау қажет. Осыған орай СТУДЕНТ қарым-қатынасын екіге бөлу арқылы орындаймыз.

Нәтижесінде үш қарым-қатынастан тұратын ДҚ-ны аламыз:

ТАҢДАУ (АТЫ-ЖӨНІ, ТАҢДАУ УАҚЫТЫ, КУРС)

СТУДЕНТ (АТЫ-ЖӨНІ, ТУҒАН КҮНІ, ТОП)

ОҚЫТУШЫ (ТОП, ОҚЫТУШЫ)

Үшінші қарым-қатынаста кілт ретінде топ нөмірі алынады, себебі ол қайталана алмайды. Оған қоса оқытушы бірден артық топтарды оқытуы мүмкін жағдай туындайды. Алынған ДҚ үшінші ретті қалыпты форманың талаптарына сай келеді: кестедегі кілттік емес өрістер өзінің кілттеріне тәуелді, өтпелі тәуелділік жоқ.

Құрылған ДҚ-ның тағы бір ерекшелігі – осы үш қарым-қатынастың арасында ортақ өрістердің бар болуы. ТАҢДАУ және СТУДЕНТ қарым-қатынастарының арасында ортақ АТЫ-ЖӨНІ өріс болып табылады. СТУДЕНТ пен ОҚЫТУШЫ қарым-қатынастарының арасында ортақ ТОП өрісі. Байланысқан кестелер арасында тағы бір ұғым: байланыс типі. Байланыс типінің 3 нұсқасы болады: «бірдің бірге», «бірдің көпшілікке», «көпшіліктің көпшілікке». Біздің мысалда байланысқан кестелер арасындағы байланыс типі «бірдің көпшілікке» сызбалық түрде келесідей көрсетіледі:

Мағынасы келесідей: әрбір оқытушыда (әрбір топта) көп студент бар; әрбір студент оқытушыны бірнеше рет таңдайды.

Қарастырылған мысалда қалыпқа келтіру процедурасы реляциялық ДҚ теориясымен сәйкес келеді.

Деректер бір-бірімен логикалық байланыста және ақпарат қайталанбау үшін деректерді егжей-тегжейлі талдау қажет.

Барлық деректерді өзіне қатысты түрлі объектілер арасында бөлуге болады. Жоғарыда келтірілген мысалда КУРС ТАҢДАУ кестесі осы ақпаратқа байланысты үш түрлі емделушілер, дәрігерлер және емделушілердің дәрігерге баруы объектілерін көруі керек. Сәйкесінше, өз арасында ортақ өрістермен байланысқан және осы үш объекті типіне қатысты атрибуттардан тұратын үш кесте құрылады.

Осылайша, болмыстар атрибуттар деп аталатын сипаттамаларға ие. Атрибуттар өзіндік ішкі құрылымына қарай қарапайым немесе күрделі болу мүмкін. Қарапайым атрибуттар қарапайым деректер типімен беріледі.

Байланынстың негізгі екі түріне мысал келтірейік:

1. Бірдің бірге 1:1 – бірінші кестенің бір атрибутына екінші кестенің тек бір атрибуты сәйкес келеді.

Мысалы: Қазақстан азаматында тек бір жеке сәйкестендіру нөмері (ЖСН) және сәйкесінше бір ЖСН-ға тек бір азамат тіркеле алады

2. Бірдің көпшілікке 1:М – бірінші кестенің бір атрибуты екінші кестенің бірнеше атрибутына сәйкес келеді.

Мысалы: бір студент тек бір топта оқи алады, бірақ бір топта бірнеше студент оқи алады.

Деректер сызбасы (ЕR-диаграмма – Еntitу-Rеlаtiоnshiр) ақпаратты өңдеу жылдамдығын арттыруға және деректердің тұтастылығын сақтауға мүмкіндік береді. Деректер сызбасын құру барысында кестелердің бір-бірімен байланысуына мән берген жөн, егер бір-бірімен байланыспаған кестелер кездессе, құрылымды тағы да қарап шыққан дұрыс. Егер сізде 1:1 және 1:М байланыстарынан басқа байланыстар құрылса, бұл да құрылымның қате екендігін көрсетеді. Егер бір өріске бірнеше рет байланыс жіберілсе, сізге кестеңіздің құрылымын тағы қарап шыққан жөн.

5.2-кестеде мысал ретінде ФАКУЛЬТЕТ деп аталатын ДҚ-ның құрылымы келтірілген.

5.2-кесте

«ФАКУЛЬТЕТ» ДҚ-ның құрылымы

Бес байланыс нұсқар арқылы белгіленіп, бағытталған мәндерді байланыстырады: ҚОСЫЛУ арақатынасы бір факультетте бірнеше кафедра бар болуын көрсетеді; КІРУ арақатынасы бір кафедрада студенттерді бірнеше мамандық бойынша бітіре алатынын көрсетеді; ЖҰМЫС ІСТЕЙДІ арақатынасы бір кафедрада бірнеше оқытушылар бар екендігін көрсетеді; екіұшты нұсқары бар ҮЙРЕТЕДІ арақатынасы бір оқытушы бірнеше топқа сабақ бере алатынын, ал бір топ бірнеше оқытушыда оқи алатынын көрсетеді; ҮЙРЕНУ арақатынасы бір топ бірнеше студенттерден тұратынын көрсетеді.

5.1-сурет. «ФАКУЛЬТЕТ» ДҚ-ның ЕR-диаграммасы

Жобалаған ДҚ-ның нақты қасиеттері болуы керек;

– тұтастық. Деректер бір-біріне қарама-қайшы болмау керек;

– қайта қалпына келтіре алуы. Жүйенің программалары істен шыққан кезде қалпына келтіре алу мүмкіндігі;

– қауіпсіздік. Рұқсат етілмеген қол жетімділік кезінде деректердің қауіпсіздігі.

ДҚ-ның тиімділігі оның сұратуды өңдеуге кеткен уақыты мен жадыда алып жатқан орнымен анықталады.

Ақпаратты өңдеуге кететін жылдамдықты арттыру үшін индексацияны қолдануға болады.

Индексация – деректі белгілі бір параметр бойынша сұрыптау.

Негізгі кілт – бірегей индекс. Бірде-бір жол екі бірдей негізгі кілтке ие бола алмайды. Әдетте, негізгі кілттерді кестелерді бір-бірімен байланыстыру үшін қолданады. Берілген тапсырма бойынша логикалық және суррогатты кілттер ажыратылады.

Логикалық негізгі кілт – бұл жазбаны табиғи жолмен анықтайтын кілт. Мысал ретінде, ҚР азаматының ЖСН-і, жеке куәлік нөмірі. Осы деректер бірегей, яғни ЖСН және жеке куәлік нөмірлері ұқсас екі ҚР азаматы жоқ.

Суррогатты негізгі кілт – негізгі кілтпен қамтамасыз етілетін табиғи кілт болмаған жағдайда қолданылатын кілт. Бұл кілттерге автоматты белгілеу қояды.

ДҚБЖ – пайдаланушыларға ДҚ-ны анықтауға, құруға, өзгертуге және сүйемелдеуге мүмкіндік беретін, оған қоса қорға басқарылатын қолжетімділікті жүзеге асыратын ПҚ.

ДҚБЖ-ның функционалдық мүмкіндіктерінің тізімі.

1. Дерек сақтауды басқару – ақпаратты қосу, кетіру және жаңарту алу мүмкіндік. Дерекке қолжетімділікті жылдамту үшін ДҚ ақпаратын сыртқы жадыда сақтауды қамтамасыздандыру.

2. Оперативті жадының буферін басқару – ақпаратты өңдеуді жылдамдату үшін деректерді оперативті жадыға буферлеу.

3. Жүйелік деректер каталогын басқару – оны деректер сөздігі деп те атайды. Мұнда сақталатын ақпараттардың аты, типі және көлемі; қолданушылардың аты және олардың қолжетімділігі; статистикалық деректер сақталады.

4. Журналды басқару – журнал қолданушыларға қолжетімсіз. Онда кез келген өзгерістер туралы дерек сақталады.

5. Мәмілені басқару – тұтас болып есептелетін деректерге жүргізілетін операциялардың реттілігі. Деректі өңдеу барысындағы бір этап істен шықса, деректердің бастапқы қалпына оралады.

6. Қауіпсіздікті басқару – қауіпсіздік белгілі бір кестеге құқық ДҚ-да сол немесе басқа кестелерге қолжетімділік және мүмкіндіктер құқығын орнату есебімен қауіпсіздікке жетеді. Мысалы, кейбіреуге сол кестедегі қарауға, кейбіреуге кестедегі деректерді өңдеуге рұқсат етіледі, ал администратор ДҚ-ның құрылымын өзгерте алады.