5-ma’ruza. Ma`lumotлар modeli. Relyatsion ma`lumotlar modeli va relyatsion algebra. Ma`lumotlarning modeli

4. Ma`lumotlar modellariga doir qo`shimcha tushunchalar

Avtomatlashtirilgan tizimlarda qo`llaniladigan ma`lumotlar modellarining ko`pchiligi kuchli tiplashtirilgan modellar hisoblanadi.
Ma`lumotlar modeli ma`lumotlar tuzilmasi qurilishini belgilab beruvchi qoidalardan iborat. Biroq tuzilma bo`yicha belgilashlar ma`lumotlar semantikasining talqini va ulardan foydalanish usulini to`liq ifodalash imkoniyatini ta`minlab bera olmaydi. Bundan tashqari, ma`lumotlar ustida bajariladigan amallar uchun ham belgilashlar zarur bo`ladi va ular odatda ma`lumotlar tuzilmasi bilan birga keltiriladi, deb hisoblanadi.
Ushbu nuqtai nazardan, MB uchun boshqacharoq ta`rif berish mumkin, ya`ni tuzilmasi muayyan tarx (sxema)ga mos keluvchi ma`lumotlar jamlanmasiga ma`lumotlar bazasi deb ataladi.¹ Ushbu atama berilgan ma`lumotlar jamlanmasining muayyan holatiga hamda bu holatdan kelib chiqadigan boshqa holatlari uchun ham kuchga ega. Gap shundaki, ma`lumotlar modeli tomonidan ko`zda tutilgan amallar MBni bir holatdan boshqa holatga o`zgartiradi. O`zgartirishlar natijasida hosil qilinadigan ma`lumotlar bazalari ketma-ketligini ham MB deb nomlashadi.
Ma`lumotlar modellarining turfaligi ularning qo`llanilish sohalari va foydalanuvchilar kontengentining xilma-xilligiga mos keladi. Ma`lumotlar modellari uchun umumiy bo`lgan qator tushuncha va ta`riflarni qarab chiqaylik.
Xohlagan ma`lumot ob`ekti va u tasvirlaydigan xususiyatlarni olib qaraydigan bo`lsak, ob`ekt xususiyatlari asosan ikki sinfga: statik va dinamik xususiyatlarga bo`linadi. Statik xususiyatlarga vaqt bo`yicha o`zgarmas, invariant bo`lgan xususiyatlar kiradi. Dinamik xususiyatlar esa tashqi dunyoning evolyutsion tabiatiga mos keladi. Bundan kelib chiqib, ma`lumotlar modeli M ni vujudga keltirish qoidalari G va bajariladigan amallar O to`plamlari tarzida belgilash mumkin.
Vujudga keltirish qoidalari to`plami ma`lumotlar modelining statik xususiyatlarini ifodalaydi va ma`lumotlarni ifodalash tili sifatida qo`llaniladi.
Ma`lumotlarni ifodalash tili vositalari yordamida ma`lumotlarning tuzilmasi, ob`ektlari, aloqalari hamda ularni amalga oshirishning mumkin bo`lgan variantlari belgilanadi. Ma`lumotlar tuzilmasini aniqlash vujudga keltirish qoidalarini qanoatlantiruvchi, mos toifalar uchun qabul qilingan belgilashlar yordamida amalga oshiriladi. Muayyan ma`lumot toifasi uchun mazkur belgilashlar, ma`lumot toifasining atributlari tarkibi va har bir atributi uchun ma`lumot formatlariga qo`yiladigan belgilashlardan iborat bo`ladi. Ob`ektlar qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlarini yoki aloqalarning mumkin bo`lgan variantlarini belgilash, ma`lumotlarning har bir toifasi uchun ko`rsatiladigan butunlik cheklovlari yordamida amalga oshiriladi. Bunga misol tariqasida soliq to`lovchining qayd raqamini ko`rsatish mumkin. Mazkur raqam har bir xodim uchun betakror (unikal) bo`lishi hamda uni qaytarilmasligini ta`minlash zarur.
Ba`zi ma`lumotlar modellarida vujudga keltirish qoidalari G ni ikkiga bo`lishadi: tuzilmalarni vujudga keltirish qoidalari – G<sub>s</sub> va cheklovlarni vujudga keltirish qoidalari – G<sub>c</sub>. Bunga mos tarzda S tarx ham ikki qismdan: tuzilmalar S<sub>s</sub> bo`yicha belgilashlar va oshkor ko`rsatilgan cheklovlar S<sub>c</sub> bo`yicha belgilashlardan iborat bo`ladi. «Xodim» tipli mohiyatning «Xodim qayd raqami» atributini kalit (identifikator) ekanligini ko`rsatish oshkor ko`rsatilgan cheklovga misol bo`ladi. Bu – «Xodim» tipli mohiyatda bironta qayd raqami ikki yoki undan ortiq kortejlarda bir xil qiymatga ega bo`lishi mumkin emasligini belgilaydi.
Ma`lumotlar modellarida oshkor cheklovlar bilan bir qatorda, modelning tuzilma qismi (S_s)da keltiriladigan ichki cheklovlar ham qo`llaniladi. Bu cheklovlar ob`ektlar va aloqalarga xos bo`ladi. Masalan, ma`lumot ob`ektlari orasidagi aloqalar shajara ko`rinishidagi tuzilma bilan chegaralanishi mumkin.
G to`plam qoidalari, har biri muayyan ma`lumotlar tuzilmasi va butunlik cheklovlarini belgilab beradigan, S tarxlar to`plami hosil qilinishini ta`minlaydi. G to`plam ko`rinishidagi vujudga keltirish qoidalari ma`lumotlarning statik xususiyatlari uchun belgilashlar kiritish maqsadida qo`llaniladi va ma`lumot ob`ektlarining statik xususiyatlarini ifodalaydi. Ma`lumot ob`ektlarining dinamik xususiyatlari amallar to`plami O bilan ifodalanadi va ma`lumotlar bilan amallar bajarish tili sifatida qo`llaniladi. Amallar to`plami MBni bir ko`rinishdan ikkinchisiga o`tkazish maqsadida qo`llanilishi mumkin bo`lgan sa`yi-harakatlarni belgilab beradi.
Hamma amallar ham MBning ko`rinishini o`zgarishiga olib kelmaydi. Chunki, MB dinamikasini joriy yozuv ko`rsatkichi (indikator) va shunga o`xshash boshqaruv elementlari bilan ham bog`lash mumkin. Mazkur elementlar MB ob`ektlari hisoblanmaydi, biroq ular MB ko`rinishi bilan bog`liq va ular ma`lum amallar bajarilishi natijasida o`zgarishi mumkin. Ular MBning muayyan ko`rinishi bilan birgalikda MBning holatini belgilab beradi. Ma`lumotlarning dinamik jihatlari MBning holati o`zgarishi orqali tasvirlanadi. Masalan, MBda «keyingi yozuvga o`tish» buyrug`i qo`llanilgandan so`ng, MBning holati o`zgarmaydi, balki uning ko`rinishi o`zgaradi. Bunga joriy yozuv ko`rsatkichining o`zgarishi sabab bo`ladi. O to`plamning har bir amali MBni bir holatdan ikkinchi holatga o`zgartiradi. Bunda MBning tuzilmasi o`zgarishsiz qoladi.
O to`plam amallarini MB holatlari to`plamida aniqlangan funksiyalar sifatida qarash mumkin. Ba`zida MB tarxi bilan belgilangan tuzilmani saqlab qolish imkonini beruvchi hamda ba`zi oshkor ko`rsatilgan butunlik cheklovlarini buzilishiga olib keluvchi MB ko`rinishlariga o`tishga yo`l beriladi. Bunda bajariladigan amal natijasi noaniq bo`ladi. Masalan, dastur vositalari yordamida kortej qiymati o`zgartirilayotganda oshkor ko`rsatilgan butunlik cheklovi buziladigan bo`lsa, kortej qiymati noaniq yoki bo`m-bo`sh qoldiriladi. Shu bilan birga ichki cheklovlarning buzilishiga yo`l berilmaydi va ularga rioya qilinishi avtomatik tarzda saqlanadi.
MBBT MBni ifodalash vositalari va MB ob`ektlari uchun belgilangan amallar bajarilishini ta`minlaydi. Boshqacha aytganda, MBBT dasturiy-mantiqiy vositalardan iborat bo`lib, u ma`lumotlarni saqlash tizimini va bazaga ma`lumotlar kiritish, ularni o`zgartirish va saralash vositalarini taqdim etadi. Albatta, MBBT biror ma`lumotlar modeliga tayanadi. Ba`zi MBBTlar esa ma`lum bir ma`lumotlar modeliga moslab ham yaratilgan.
Ma`lumot modelini rivojlanish kontseptsiyasi 5 ta bosqichni ko`rsatishi mumkin:

1. 
   60- yillarning 2 – yarmida, bunda asosan ierarxik modellarga e`tibor berilgan;
   
2. 
   70- yillarning 1 – yarmi, tarmoqli modellar;
   
3. 
   70- yillarning 2 – yarmi, relyatsion modellar;
   
4. 
   80- yillarning 1 – yarmi, semantik modellar;
   
5. 
   80- yillarning 2 – yarmi, ob`ektga mo`ljallangan tizim.