Mustaqil ishi mavzu: Amaliyotda ma’lumotlar bazasini qurishda ma’lumotlarning relyatsion modeli

Mustaqil ishi mavzu: Amaliyotda ma’lumotlar bazasini qurishda ma’lumotlarning relyatsion modeli

O’zbekiston Respublikasi Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti


MUSTAQIL ISHI
Mavzu: Amaliyotda ma’lumotlar bazasini qurishda ma’lumotlarning relyatsion modeli
Toshkent-2022

Mavzu: Amaliyotda ma’lumotlar bazasini qurishda ma’lumotlarning relyatsion modeli
Reja:

1. Ma’lumotlarning relyatsion modeli tushunchasi va tarixi.

   
   

2. Munosabat asosida qurilgan ma’lumotlar bazasiga ta’rif.

   
   

3. Munosabatga ta’rif va uning ustida amallar.

   
   

4. Ma‘lumotlar bazasini loyihalashtirishda relyatsion modelidan foydalanish

   
   

5. Mohiyat tushunchasi.

   
   

Ma’lumotlarning relyatsion modeli.
Relyatsion MB kuchli nazariy fundamentga ega
bo‘lib, u matematik munosabatlar (otnosheniya) nazariyasiga asoslangan. Ma‘lumotlarning relyatsion modeli kontseptsiyasi 1970 yilda Ye.F.Kodd tomonidan taklif qilingan bo‘lib, u ma‘lumotlarni tavsiflash va tasvirlashning amaliy dasturlaridan bog‘liq bo‘lmasligini ta‘minlash masalasini hal qilish uchun xizmat qiladi.
Maʼlumotlarning shunday modeliga relyatsion model deyiladi, unda barcha maʼlumotlar foydalanuvchiga jadval shaklida xavola etiladi va maʼlumotlar bazasi ustidagi barcha amallar jadvalllar ustiga amallarga olib kelinadi. Har bir jadval maʼlumotlar bazasi tarkibida oʼz nomiga ega boʼladi hamda satr va ustunlardan iborat boʼladi. Har bir jadval real dunyodagi obyektlar (mohiyat) tipini aks ettiradi, har bir satri esa obʼektning konkret nusxasini bildiradi. Relyatsion modelning har bir tushunchasini “Xodim” – mohiyati (obʼekti) misolida koʼrib chiqamiz:
Har bir ustun oʼz nomiga ega boʼladi va ustun nomi odatda jadvalning ustki qismida koʼrsatiladi. Uning nomi joriy jadvalda boshqa ustun uchun takrorlanmasligi kerak, biroq bu nom boshqa jadvalning ustun nomi sifatida ishlatilishi mumkin. Yaʼni turli jadvallar bir xil nomli ustunga ega boʼlishi mumkin. Ixtiyoriy jadval kamida bitta ustunga ega boʼladi; ustunlar jadvalda ularni yaratish tartibida joylashadi. Satrlar ustunlardan (atributlar) farqli ravishda nomga va joylashish tartibiga ega emas. Ularning miqdori chegaralanmagan. Ixtiyoriy jadval shunday ustunga yoki ustunlarga (kalitga) ega boʼladi, undagi qiymatlar har bir satrni takrorlanmas qiymat bilan identifikatsiyalaydi. Rasmda keltirilgan misolda kalit bu “tabel nomeri” ustunidir. Аtributlar qiymati eng kichik axborot birligi – domen yordamida koʼrsatiladi. Boshqacha aytganda domen – bu obʼekt atributining mumkin boʼlgan barcha qiymatlar toʼplamidir. Yana ikkita tushunchani koʼrib oʼtamiz. Bu “daraja” va “Kardinal son” tushunchalari. Munosabatlarning kardinal soni deganda kortejlar soni tushuniladi, munosabat darajasi – bu joriy munosabatning atributlar sonidir. Jadvallar oʼrtasidagi aloqa relyatsion maʼlumotlar modelining asosiy elementi xisoblanadi. Bu aloqa tashqi kalitlar yordamida qoʼllab – quvvatlanadi. Misol sifatida biror korxonaning MB sida saqlanayotgan xodimlar (“xodimlar” jadvali) va boshliqlar (“boshliqlar” jadvali) haqidagi maʼlumotlarni koʼrib chiqamiz. “Boshliqlar” jadvalida birlamchi kalit “nomer” ustini. “Familiya” ustunining qiymatlari takrorlanuvchi boʼlganligi uchun birlamchi kalit sifatida qoʼllash mumkin emas. “Xodimlar” jadvalida “Boshliq nomeri” ustuni tashqi kalit xisoblanadi. MB da maʼlumotlar bilan birga maʼlumotlar lugʼati va boshqa obyektlar, masalan, ekran formalari, xisobotlar, tasvirlovchi formalar (views) va amaliy dasturlar joylashadi. Relyatsion MB ni butunlik cheklanishi baʼzi talablarni, masalan, atribut qiymati faqat mos domen ichidan olinishini yoki tashqi kalit jadvaldagi mavjud boʼlmagan satrni koʼrsatmasligi kerak (koʼrsatgich boʼyicha yaxlitlik). “Munosabat” tushunchasini batafsil koʼrib chiqamiz. Relyatsion modellarda oʼzgaruvchi munosabatlar va munosabat qiymatini farqlash kerak. Oʼzgaruvchi munosabat – bu xuddi dasturlash tilidagi kabi oddiy oʼzgaruvchilar, yaʼni qiymati vaqt oʼtishi bilan oʼzgaruvchi nomlangan obyekt. Ushbu oʼzgaruvchining ixtiyoriy vaqt momentidagi qiymati munosabat qiymati xisoblanadi.
Ma’lumotlarni relyatsion modeli asosida munosabat tushunchasi yotadi. Munosabatni 2 o‘lchamli jadvallar yordamida tavsiflash qulay. Jadval tushunarli ko‘rimli va inson uchun oddiy. Munosabatlar to‘plami ma’lumotlarni saqlash uchun ishlatilishi mumkin. Shu bilan birga ular orasidagi bog‘lanishlarni modellashtirish imkonini beradi.
Ma‘lumotlarning relyatsion modeli asosida «munosabat» tushunchasi yotib, u inglizcha relation so‘zidan olingan. Ba‘zi bir qoidalarga amal qilgan holda munosabatlarni ikki o‘lchovli jadval ko‘rinishda tasvirlash mumkin.
Jadval har qanday odamga tushunarli va qulaydir.
Real dunyo ob‘ektlari haqidagi ma‘lumotlarini EHM xotirasida saqlash va ular orasidagi munosabatlarni modellashtirish uchun munosabatlar (jadval) to‘plamidan foydalanish mumkinligini Ye.F.Kodd isbotlab berdi. Masalan, «talaba» mazmunini saqlash uchun TALABAmunosabatidan foydalaniladi. Bu mazmunning asosiy xususiyatlarini quyidagi jadvalning ustunlari tasvirlaydi:
TALABA
Familiyasi I.O.
Tug‟ilgan sana
Bosqich
Mutaxassisligi
Karimov M.N.
15

01

1979
4
menejement
Avazov A.V
03

11

1978
4
Buxgalteriya.
Ortiqov O.B.
07

07

1980
3
Buxgalteriya.
Lazizova V.N.
12

04

1981
3
Muxangdis pedag.
Safarov O.X
09

05

1980
3
Menejement
Xoliyorov N.A.
31

12

1982
2
Marketing
Javlonov X.B.
24

09

1983
1
Sug‘urta ishi
Munosabat ustunlari atributlar deb ataladi va ularga nomlar beriladi. Munosabat atributlarining nomlaridan iborat ro‘yxatini munosabatlar sxemasi deyiladi. Bizning 

misolimizdagi TALABA munosabatining sxemasi quyidagicha yoziladi: TALABA (Familiyasi

I.O., Tug‟ilgan sana, Bosqich, Mutaxassisligi)
А
В 

С
D

E
F
I
Ma’lumotlarning tarmoq modeli.
Misol: 2 ulchamli jadvalni ko’ramiz.

Yuqoridagi jadvalda

1-satr-atribut nomlari
2-satr atributlarni qisqa nomlari
3,4,5-satr atribut qiymatlari;
Yukoridagi ko`rib chiqilgan ierarxik tarmoqli va boshqa ma’lumotlarni tasvirlash usullarini shunday 2 o`lchamli jadvalga keltirish mumkin. Bunday jadvallarni quyidagi xususiyatlari bo`ladi.
1. jadvalni xar bir ma’lumot elementi maydon xisoblanadi va takrorlanuvchi guruxlar bo`lmaydi;
2. barcha ustunlar bir jinslidir;
3. xar bir ustunga nom tayinlangan;
4. jadvalda bir xil satr 2 marta uchramaydi;
5. bunday jadvalda satr va ustunlar ixtiyoriy tartibda karaladi va ixtiyoriy ketma-ketlikda ishlatilishi mumkin.
Bunday xususiyatlarga jadvalar munosabat deyiladi. Munosabat asosida qurilgan MB relyatsion MB deyiladi.
Yuqoridagi jadvalni sxematik qisqartirilgan ko`rinishi (sxemasi)
Xizmatchi (xiz.nom F.I,SH, unvoni, tugilgan yili, bulim, mut.kodi. mansab, maosh);
Bunday yozuv ma’lumot baza sxemasi deyiladi
Shunday qilib, relyatsion MB ma’lumot elementlar to`plami asosida quriladi.
Munosabat yoki jadvalni kortejlar to`plami deb qarash mumkin.
Agar jadvalda n ta ustun bo`lsa, u n tartibli kortejdan iborat deyiladi va munosabat ham n-darajali deyiladi.
Har bir atribut qiymatlari to`plami domen deyiladi.
Munosabatda har bir kortej o`zining kalit identifikatoriga (nomiga) ega bo`lishi kerak va kalit quyidagi xususiyatlarga ega bo`ladi:
1. Kortej kalit qiymati bilan bir qiymatli ifodalanishi kerak.
2. Kalitda ortiqchalik bo`lmasligi kerak, ya’ni hech qanday atributni kalitdan olib tashlash mumkin emas.
Obyektlarni identifikatsiyalash uchun yoki barcha aytganda kompyuter xotirasida yozuvlarning o‘rnini aniqlashda ma’lumot elementi ishlatiladi. Bu elementni biz kalit deb ataymiz. Vgvr kalit ob’ektni bir qiymatli identifikatsiyalasa, u birlamchi kalit deyiladi. Aks holda ikkilamchi kalit deyiladi. Agar ob’ektlarni identifikatsiyalash uchun bir nechta atributlar talab etilsa, bunday kali tulangan kalit deb ataladi. Agar A va V guruxdagi ob’ektlar berilgan bo‘lsa, ular orasidagi quyidagi mosliklar yoki munosabatlarni o‘rnatishimiz mumkin:
1. Birga – bir (1:1)munosabat. A va V ob’ektlar to‘plami orasida 1:1 munosabat o‘rnatilgan deyiladi, agarda A ob’ektning har bir nushasiga V ob’ektning bitta nushasi mos kelsa, va aksincha, V ob’ektning har bir nushasiga A ob’ektning bitta nushasi mos kelsa.
2. Birga – ko‘p (1:n) munosabat. A va V ob’ektlar to‘plamida A ob’ektning har bir nushasiga V ob’ektning bir nechta nushasi mos kelsa, shu bilan birga V ob’ektning har bir nushasiga A ob’ektning bittadan ko‘p bo‘lmagan nushasi mos kelsa shunday munosabat hosil bo‘ladi.
3. Ko‘pga – bir (n:1) munosabat A va V ob’ektlar to‘plami orasida o‘rnatilsa, unda A ob’ektning har bir nushasiga V ob’ektning ko‘pi bilan bitta nushasi mos keladi. V ob’ektning nushalari orasida shundaylari mavjudki, ularga A ob’ektning bir nechta nushasi mos keladi.
4. Ko‘pga – ko‘p (m: n) munosabat. A va V ob’ektlar orasida shunday munosabat o‘rnatilgan deyiladi, agarda A ob’ektning har bir nushasiga V ob’ektni bir nechta nushasi mos kelsa va aksincha.
Ob’ektlarni tahlil qilib bo‘lingandan so‘ng, shu ob’ektga qo‘yiladigan boshlang‘ich so‘rovni ishlab chiqamiz. Avtovakzalni faoliyati iqtisodiy va texnik ko‘rsatgichlar bilan bog‘liq bo‘lganligi uchun, yo‘lovchilarga informatsion ma’lumot berganligi uchun yaratayotgan informatsion sistemamiz quyidagi so‘rovlarga javob berishi kerak:
1. Har bir reys uchun nechta bilet sotilganligi va umumiy sotilgan biletlarni aniqlash;
2. Reysni nomeri bo‘yicha reys haqida ma’lumotlar chiqarish;
3. Marshrutlar haqidagi zarur axborotlarni chiqarish;
4. Aniq reyslar uchun qapysi haydovchilar tayinlanganligi va ular haqida ma’lumotlar olish;
5. Avtobusni texnik xarakteristikalarihaqidagi ma’lumotni olish.
Ko‘rib chiqilayotgan predmet sohani ob’ektlari orasida quyidagi tipdagi bog‘lanishlar mavjud:
1. 1:1 – biletlar bilan reys ob’ektlari orasidagi bog‘lanish (sotilgan);
2. M:1 – marshrut va reys orasidagi bog‘lanish (marshrut munosabati);
3. 1:M – marshrut va bekatlar orasidagi bog‘lanish (bekatlar);
4. 1:N – reys va haydovchi orasidagi bog‘lanish (tayinlash);
5. M: N- haydovchi va avtobus modeli orasidagi bog‘lanish (haydovchiga ruxsat berish);
6. M:1 – avtobus va avtobus modeli orasidagi bog‘lanish (toifa).
Shunday qilib, ko‘rilayotgan masalada asosan ob’ektlar aniqlanadi va ular orasidagi bog‘lanish topiladi, sinflarga ajratiladi.
Ekvivalent (sinonim) tushunchalar

Relyatsion MB munosabatlarida strukturali va semantik axborotlar saqlanishi mumkin. Strukturaviy axborotlarni biz munosabat sxemalar yordamida bilamiz.

Semantik axborotlar esa munosabat sxemalarda ma’lum bo`lgan va hisobga olinadigan va atributlar o`rtasidagi funksional bog‘lanishlar bilan ifodalanadi. MBdagi munosabatlarda atributlarni tarkibi 2 quyidagi talabga javob berishi kerak.
1. Atributlar o`rtasida noxush funksional bog`lanishlar bo`lmasligi kerak.
2. Atributlar guruxlanishi ma’lumotlar takrorlanishidan eng kam holatining taxlillash kerak va ular qayta ishlash va tiklashni qiyinchiliksiz amalga oshirilishi kerak.
3. Qo`yilgan MB munosabatlari normallashadi. Munosabatlar normalashtirish MB da berilgan munosabatlarni dekompozitsiya (ajratish) jarayoni yordamida sodda va kichik munosabatlar hosil qilishdir.

Har bir munosabatda kortejlar identifikator kalitiga ega bo‘lishi kerak. Kalit quyidagi ikkita xossaga ega bo‘lishi kerak:

1. Kartej kalit qiymati bilan bir qiymatli ifodalanishi kerak;
2. Kalitda ortiqchalik bo‘lmasligi kerak. Bu degani hech qanday atributni kalitdan olib tashlash mumkin emas.
Relyatsion MB da axborotlarni ortiqchaligini normallashtirish yo‘li bilan kamaytiriladi. Jadvallar ustida har xil amallar bajarish mumkin. Bu amallarni tartiblab ishlab chiqqan odam Kodd. Amallarga quyidagilar kiradi:
 To‘plamlar ustida birlashtirish, kesishuv, ayirma, dekart ko‘paytma va bo‘lish amallari kiradi.
 Maxsus relyatsion amallar, ularga: proeksiya, birlashtirish, ajratish (tanlab olish) amallari kiradi.
Munosabatlar ustida amalni bajarish uchun ishlatiladigan tillarni ikki sinfga ajratishimiz mumkin:
a) Relyatsion algebra tillari;
b) Relyatsion hisoblash tillari.
Munosabatlar o‘z mazmuniga qarab ikki sinfga ajratiladi:
a) Obyektli munosabatlar;
b) Bog‘lanuvchi munosabatlar;
Obyektli munosabatlarda ob’ektlar haqidagi munosabatlar saqlanadi. Masalan, talaba munosabati. Bog‘lanish munosabatlarida asosan, ob’ektli munosabatlarning kalitlari saqlanadi. Kalit atributlari oddiy va murakkab bo‘lishi mumkin. Agar kalit ikkita va undan ortiq atributdan tashkil topgan bo‘lsa, murakkab hisoblanadi.