O‘zbekiston respublikasi oliy ta’lim, fan va innovatsiyalar vazirligi guliston davlat universiteti tabiiy fanlar fakulteti, Bioinformatika fanidan kurs ishi mavzu: Arxivli malumotlar bazalari va ular bilan tanishish

Kurs ishining vazifalari: Agar AKT o'quv faoliyatida foydalanilsa, o'quv jarayoni samarali bo'lishi mumkin:
1. Ulardan foydalanish o'qituvchilar va talabalar faoliyatini optimallashtiradi.
2. AKTdan foydalanish o'quvchilarning g'ayrati va faolligini oshiradi.
Kurs ishi davomida quyidagilar vazifalar:
1. Axborot texnologiyalari tushunchasini aniqlang;
2. O'quv jarayonida foydalanish uchun mavjud bo'lgan axborot-kommunikatsiya texnologiyalarining tasniflarini ko'rib chiqish;
3. Ta'lim faoliyatini takomillashtirish uchun zamonaviy axborot texnologiyalaridan o'quv jarayonida foydalanishni o'rganish;
Kurs ishining hajmi: Kirish, 2 bob va 4 bo’lim hamda xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro’yxatidan iborat.

I Bob. Ma’lumotlar bazalari va ularni ishlab chiqish modellari.

1. 
   Ma’lumotlar bazalari va ularni ishlab chiqish modellari.
   

Inson faoliyatining turli sohalarida katta hajmdagi ma’lumotlarni qayta ishlash va saqlash kompyuterlarni qo‘llashning muhim yo‘nalishlaridan: iqtisodiyot, bank, savdo, transport, tibbiyot, fan va hokazolardan biridir. Mavjud zamonaviy axborot tizimlari juda katta hajmdagi saqlanadigan va qayta ishlanadigan ma’lumotlar, murakkab tashkil etilishi, ko‘plab foydalanuvchilarning turli talablarini qondirish zarurati bilan ajralib turadi. Axborot tizimi –bu ma’lumotlarni yig‘ishni,qayta ishlashni va manipulyatsiyasini avtomatlashtirilgan holda amalga oshiradigan va ma’lumotlarni qayta ishlashning texnik vositalarini, dasturiy ta’minot va xizmat ko‘rsatuvchi xodimlarni o‘z ichiga olgan tizimdir.Har qanday axborot tizimining maqsadi–dunyodagi real obyektlar haqidagi ma’lumotlarni qayta ishlash hisoblanadi. Axborot tizimining asosini ma’lumotlar bazasi tashkil etadi. Ma’lumotlar bazasi keng ma’noda –bu har qanday predmet sohasidagi dunyoning aniq obyektlar haqidagi ma’lumotlar to‘plamidir. Ma’lumotlar bazasini yaratish orqali foydalanuvchi turli xil xususiyatlarga ko‘ra ma’lumotni tartibga solishga intiladi va tezlik bilan kerakli xususiyatlarning kombinatsiyasi tanlovini amalga oshiradi. Bunda ma’lumotlar modelini to‘g‘ri tanlash juda muhimdir. Ma’lumotlar modeli –bu dunyoni idrok etishning asosiy toifalarini, uning obyektlari, bog‘lanishlari, xususiyatlari, shuningdek, ularning o‘zaro ta’sirlari bilan ifodalanishining tasviridir.Ma’lumotlar bazasi (MB) ko‘rib chiqilayotgan sohadagi obyektlar holati va ularning o‘zaro munosabatlarini aks ettiruvchi ma’lumotlar to‘plamidir. Ma’lumotlar bazasidagi ma’lumotlar tartibli ravishda saqlanadi. Shunday qilib, daftarchada barcha yozuvlar alifbo tartibida, kutubxona katalogida esa alifbobo‘yicha (alifbo katalogi) yoki sohaga (mavzu katalogi) muvofiq tartiblangan.Ma’lumotlar bazasini yaratishga, unda saqlanadigan ma’lumot-larni yangilashga, ko‘rish va izlashga va unga qulay kirish imkoniyatini yaratishga imkon beradigan dasturlar tizimi ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimi deb ataladi. Zamonaviy ma’lumotlar bazalariga va binobarin, (MBBT) ga quyidagi asosiy talablar qo‘yiladi:
1. Yuqori harakatchanlik (so‘rovga qisqa javob vaqti).Javob vaqti -ma’lumotlar bazasiga so‘rov yuborilgan paytdan boshlab ma’lumotlarni qabul qilinishigacha bo‘lgan vaqt oralig‘i. Shunga o‘xshash yana bir atama bu -“Kirish Vaqti”hisoblanadi. Kirish vaqti -buyrug‘berilishi va ma’lumotlarni qabul qilish o‘rtasidagi vaqt oralig‘i. Kirish deganda ma’lumotlarni qidirish, o‘qish yoki yozish operatsiyasi tushuniladi. Ma’lumotlarni yozish, o‘chirish va o‘zgartirish operatsiyalari ko‘pincha yangilanish operatsiyasi deb nomlanadi.
2. Ma’lumotlar yangilanishining osonligi.
3. Ma’lumotlarning mustaqil bo‘lishi.
4. Ko‘p foydalanuvchilar o‘rtasidagi ma’lumot almashinuvi.
5. Ma’lumotlar xavfsizligi -ma’lumotlar sirini qasddan yoki bilmasdan turib buzishdan, yo‘q qilishdan himoya qilish.
6. Ma’lumotlar bazalarini qurish va ishlashini standartlashtirish (MBBT).
7. Tegishli mavzu sohasidagi ma’lumotlarni ko‘rsatishning yetarliligi.
8. Foydalanuvchi uchun do‘stona interfeys.
Bir-biriga qarama-qarshi bo‘lgan dastlabki ikki talab eng muhimlardan hisoblanadi: Yuqori harakatchanlikma’lumotlar bazasi tuzilishini soddalashtirishni talab qiladi. Bu esa o‘z navbatida ma’lumotlarni yangilash tartibini murakkablashtiradi va ularning ortiqcha hajmini oshiradi.Ma’lumotlarning mustaqil bo‘lishi -foydalanuvchi qarashlarini o‘zgartirmasdan ma’lumotlar bazasining mantiqiy va fizik tuzilishini o‘zgartirish qobiliyati. Ma’lumotlarning mustaqilligi ma’lumotlarni saqlash, dasturiy ta’minot va apparat vositalarining xususiyatlariga qarab o‘zgar-maslikni anglatadi. Ma’lumotlarga kirish strategiyasini va asl ma’lumotlarning tuzilishini o‘zgartirganda, MB tarkibida minimal o‘zgarishlarni ta’minlaydi. Bunga loyihalashtirish davrida barcha o‘zgarishlarni konseptual va mantiqiy bosqichlariga minimal o‘zgartirishlar bilan “siljitish”orqali erishiladi. Ma’lumotlar xavfsizligi yaxlitlik va himoyaviylikni o‘z ichiga oladi.Ma’lumotlarning yaxlitligi -saqlanadigan ma’lumotlarning texnik nosozliklar, tizim xatolari va foydalanuvchilarning noto‘g‘ri xatti-harakatlari bilan bog‘liq bo‘lgan faoliyatiga qarshi chidamliligi.O‘z navbatida u:
1. noto‘g‘ri kiritilgan ma’lumotlar yoki bir xil ma’lumot bo‘yicha ikkita bir xil yozuvlarning yo‘qligini;
2. ma’lumotlar bazasini yangilashda xatolardan himoya qilishni;
3. turli jadvallarning tegishli ma’lumotlarini o‘chirib bo‘lmasligini;
4. ko‘p foydalanuvchi rejimida va ma’lumotlar bazalarida ishlashda ma’lumotlarning buzilmasligini;
5. uskunalar ishlamay qolganda ma’lumotlar xavfsizligini (ma’lumotlarni qayta tiklash) nazarda tutadi.
Butunlik butunlikni ta’minlovchi vositalar –trigger bilan ta’minlanadi –ma’lum sharoitlarda ishlaydigan maxsus dastur-ilovalar. Ma’lumotlarni ruxsatsiz kirishdan himoya qilish, ma’lumot-larga kirishni cheklashni o‘z ichiga oladi va ularga quyidagicha erishiladi:
1. parol tizimini joriy etish;
2. ma’lumotlar bazasi ma’muridan (admin) ruxsat olish (MBM);
3. ma’lumotlarga kirish uchun BA tomonidan taqiq;
4. Jadvalturlarinishakllantirish
So‘nggi uchta jarayon StructuredQuery Language –SQLda osonlik bilan amalga oshirilib, ko‘pincha SQL2 deb ham nomlanadi.Standartlashtirish MBBT avlodlarining uzluksizligini ta’minlab, bir avlod MBlarning boshqa ma’lumotlar modellari bilan o‘zaro faoliyatini soddalashtiradi. Standartlashtirish (ANSI / SPARC) ko‘p jihatdan MBBT foydalanuvchi interfeysi va SQL tili nuqtai nazaridan amalga oshiriladi. Bu SQL tili va Open Data Base Connection (ODBC) ilovasi yordamida ham turli relyatsion MBBTlarning o‘zaro ta’sirini muvaffaqiyatli hal qilishga imkon beradi. Bunday holda, ma’lumotlarga lokal va masofaviy kirish amalga oshirilishi mumkin. (mijoz / server texnologiyasi yoki tarmoq varianti).Ma’lumotlar bazasini yaratish orqali biz kerakli ma’lumotlarni mezonlarga muvofiq tartibga solishga intilamiz. Bu ishni faqat ma’lumotlar tartiblangan taqdirda amalga oshirish mumkin. Strukturalash -bu ma’lumotlar qanday taqdim etilishi bo‘yicha kelishuvlar to‘plami. Ma’lumotlarni turli yo‘llar bilan tuzish mumkin. Tuzilishiga qarab, ma’lumotlar bazasining iyerarxik, tarmoq, relyatsion, obyektga yo‘naltirilgan va gibrid modellari mavjud. Bugungi kunda eng ommalashgani -bu relyatsion bo‘lib, shuning uchun biz qolganlari haqida uncha gapirmaymiz. Ma’lumotlar bazasining ierarxik tuzilishi. Bu ma’lumotni taqdim etish uchun daraxtsimon tuzilishdir. Uning o‘ziga xos xususiyati shundaki, quyi darajadagi har bir tugun yuqori darajadagi bitta tugun bilan aloqaga ega. Masalan, “Institut”ma’lumotlar bazasining ierarxik tuzilishining bir qismini ko‘rib chiqamiz (8.1-rasm).Strukturadan ko‘rinib turibdiki, bitta kafedrada bir nechta o‘qituvchilar faoliyat olib borishi mumkin. Ushbu bog‘lanishlar “birga ko‘p”deb nomlanadi (bir kafedra –ko‘p o‘qituvchilar). Ammo agar biz ushbu tuzilishga talabalar guruhini(8.2-rasm) qo‘shmoqchi bo‘lsak, unda biz “ko‘pga-ko‘p”munosabatlarga murojaat qilamiz: (bir o‘qituvchi ko‘plab guruhlar bilan va o‘z navbatida bitta guruh ko‘plab o‘qituvchilardan bilim o‘rganishi mumkin), ierarxik tuzilishda bunday aloqa bo‘lishi mumkin emas (chunki aloqa faqat yuqori darajadagi bitta tugun bilan bo‘lishi mumkin).





Ushbu ma’lumotlar bazasi tuzilishining asosiy kamchiligi ham shundadir.Ma’lumotlar bazasining tarmoq tuzilishi. Aslida, bu ierarxik tuzilmaning kengaytmasi. Hammasi huddi shunday bo‘lib, “ko‘pga-ko‘p”bog‘lanishi mavjud bo‘ladi. Ma’lumotlar bazasining tarmoq tuzilishi bizning misolimizga guruhlarni qo‘shishga imkon beradi. Tarmoq modelining kamchiligi jiddiy dasturlarni ishlab chiqishning murakkabligidir. Ma’lumotlar bazasining relyatsion tuzilishi. Barcha ma’lumotlar qator va ustunlarga bo‘lingan, ma’lumotlar kesishgan joyda joylashgan oddiy jadvallar ko‘rinishida taqdim etiladi. Obyektga yo‘naltirilgan va gibrid ma’lumotlar bazalari. Obyektga yo‘naltirilgan ma’lumotlar bazalarida ma’lumotlar obyektsifatida saqlanadi va bu juda qulaydir. Ammo bugungi kunda bunday ma’lumotlar bazalari hali uncha keng tarqalganmagan, chunki u ishlash jihatidan relyatsionga qaraganda pastroq.Gibrid ma’lumotlar bazalari relyatsion va obyektga yo‘naltirilgan imkoniyatlarni birlashtiradi, shuning uchun ular ko‘pincha obyekt-munosabat deb nomlanadi. Bunday MBBT-ga sakkizinchi versiyadan boshlab Oracle misol bo‘ladi. Shubhasiz, bunday ma’lumotlar bazalari kelajakda rivojlanadi, ammo hozirgacha ustunlik relyatsion tuzilmalarda qolmoqda.Relyatsion ma’lumotlar bazalariRelyatsion ma’lumotlar bazalari jadvallardan iborat. Har bir jadval ustunlardan iborat (ular maydonlar yoki atributlar deb nomlanadi) va qator (ular yozuvlar yoki kortejlar deb nomlanadi). Relyatsion ma’lumotlar bazalaridagi jadvallar bir qator xususiyatlarga ega. Asosiylari quyidagilar:
Jadvalda ikkita bir xil qator bo‘lishi mumkin emas. Matematikada bunday xususiyatga ega jadvallar munosabatlar deb atalib -ingliz tilida RELATION, shuning uchun ham u relyatsion deb nom olgan.
Ustunlar ma’lum bir tartibda joylashtirilgan bo‘lib, ular jadval tuzilganda hosil bo‘ladi. Jadvalda qator bo‘lmasa ham, lekin kamida bitta ustun bo‘lishi kerak.
Har bir ustunning o‘ziga xos nomi bor (jadval chegarasida) va bir ustundagi barcha qiymatlar bir xil turga mansub (raqam, matn, sana ...).
Har bir ustun va qator kesishgan joyda faqat atomarqiymati bo‘lishi mumkin (qiymatlar guruhidan iborat bo‘lmagan bitta qiymat). Ushbu shartni qondiradigan jadvallar normallashtirilgandeb nomlanadi.Barchasi namunada namoyon bo‘ladi. Aytaylik, forum uchun ma’lumotlar bazasini yaratmoqchimiz. Forumda mavzularni yaratadigan va ushbu mavzularda xabarlarni joylashtiradigan foydalanuvchilar ro‘yxatdan o‘tgan. Ushbu ma’lumotlar MBda saqlanishi kerak.Nazariy jihatdan (qog‘ozda) biz bularning barchasini bitta jadvalda joylashtirishimiz mumkin, masalan:


Bizning “foydalanuvchilar”jadvali barcha shartlarga javob beradi. Mavzular va xabarlar esa yo‘q. Axir jadvalda ikkita bir xil satr bo‘lishi mumkin emas. Foydalanuvchi ikkita bir xil xabar qoldirmasligiga kafolat qayerda, masalan:

Ammo bu atomarxususiyatiga zid keladi (bitta katakdagi bitta qiymat) va biz “Темы и Сообщения” ustunlarida cheksiz ko‘p

qiymatlarni qabul qilamiz. Bujadvalni 3 ga bo‘lishni anglatadi: Foydalanuvchilar, mavzular va xabarlar



Bizning “foydalanuvchilar”jadvali barcha shartlarga javob beradi. Mavzular va xabarlar esa yo‘q. Axir jadvalda ikkita bir xil satr bo‘lishi mumkin emas. Foydalanuvchi ikkita bir xil xabar qoldirmasligiga kafolat qayerda, masalan:

Bundan tashqari, biz har bir xabarning qaysidir mavzuga tegishli ekanini bilamiz. Jadvallarimizdan qanday qilib bilib olishingiz mumkin? Hech qanaqasiga. Ushbu muammolarni hal qilish uchun relyatsion ma’lumotlar bazalarida kalit mavjud.Birlamchi kalit(qisqartmasi РК-primary key) -qiymatlari barcha qatorlarda turlicha bo‘lgan ustun. Birlamchi kalitlar mantiqiy (tabiiy) va surrogat (sun’iy) bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, bizning jadvalimiz foydalanuvchilari uchun birlamchi kalit elektron pochta ustuni bo‘lishi mumkin (nazariy jihatdan bir xil elektron pochtaga ega ikkita foydalanuvchi bo‘lishi mumkin emas). Amalda, surrogat kalitlardan foydalanish yaxshiroqdir. Bundan tashqari, birlamchi kalitlarni o‘zgartirish mumkin emas. Lekin foydalanuvchining elektron pochtasi o‘zgartirilsa nima bo‘ladi? Surrogat kaliti ma’lumotlar bazasidagi qo‘shimcha maydonga ega. Odatda, bu yozuvning tartib raqami (siz ularni o‘zingizning xohishingizga ko‘ra o‘zgartirishingiz mumkin va ular noyob ekanligiga ishonch hosil qiling). Keling, jadvalimizga birlamchi kalit maydonlarni kiritamiz: