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

1.2 Ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimining asosiy vazifalari va xususiyatlari
Ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimi (MBBT) — ma’lumotlar bazalarini yaratish, ularni saqlash va kerakli ma’lumotlarni qidirishga mo‘ljallangan dasturiy ta’minotdir. Aniqrog‘i, MBBT funksiyalarining soniga quyidagilarni kiritishimiz mumkin:
1. Tashqi xotira ma’lumotlarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri boshqarish. Ushbu funksiya to‘g‘ridan-to‘g‘ri ma’lumotlar bazasiga kiritilgan ma’lumotlarni saqlash uchun ham, xizmat ko‘rsatish uchun ham ishlatiladi. Masalan, ba’zi hollarda ma’lumotlarga kirish vaqtini qisqartirish zarur bo‘lgan paytlarda (odatda shu maqsadlarda indekslardan) foydalaniladi. MBBT amallarining ba’zilarida mavjud fayl tizimlarining imkoniyatlaridan faol foydalaniladi. Boshqalarida esa tashqi xotira qurilmalari darajasiga qadar ish olib boriladi. Shuni ta’kidlash kerakki, rivojlangan MBBT foydalanuvchilari fayl tizimidan foydalanganligi yoki foydalanmaganligini bilishlari shart emas. Xususan, MBBT o‘z obyektlarini nomlash tizimiga ega.
2. Operativ xotiraning buferini boshqarish. MBBT odatda katta hajmdagi ma’lumotlar bazasi bilanishlaydi; hech bo‘lmaganda bu
o‘lcham odatda mavjud bo‘lgan operativ xotira hajmidan sezilarli darajada katta bo‘ladi. Biron bir ma’lumot elementiga kirishda tashqi xotiradan foydalanilsa, u holda butun tizim tashqi xotira qurilmasi tezligida ishlaydi. Ushbu tezlikni oshirishning deyarli yagona usuli bu —operativ xotiradagi ma’lumotlarni buferlashdir. Bundan tashqari, agar operatsion tizim butun tizimda buferlashni amalga oshirsa ham (UNIX operatsion tizimi), juda ko‘p ma’lumotlarga ega bo‘lgan ma’lumotlar bazasi uchun bu yetarli bo‘lmaydi.Shuning uchun rivojlangan MBBTlar buferlarni o‘z nizomiga ega buferlar bilan almashtirish imkoniyatiga ega.
3. Tranzaksiyalarni boshqarish.Tranzaksiya —bu MBBT tomonidan ko‘rib chiqiladigan ma’lumotlar bazasi bo‘yichaoperatsiyalarning ketma-ketligidir. Yoki tranzaksiya muvaffaqiyatli amalga oshiriladi va MBBT ma’lumotlar bazasida ushbu operatsiyani tashqi xotirada o‘zgartiradi yoki bu o‘zgarishlarning hech biri ma’lumotlar bazasining holatiga hech qanday ta’sir qilmaydi. Tranzaksiya tushunchasi ma’lumotlar bazasining mantiqiy yaxlitligini saqlash uchun zarurdir. Masalan, kadrlar bo‘limining axborot tizimida, yangi ishchi yollanganda, xodimlar faylida ham, hamda ushbu xodim qabul qilingan bo‘limning faylida ham yangi ma’lumotlar talab qilinadi. Bunday holda, yangi xodimni ishga qabul qilish operatsiyasini bajarishda ma’lumotlar bazasi yaxlitligini buzmaslikning yagona usuli bu XODIMLAR va BO‘LIMLAR fayllaridagi elementar operatsiyalarni bitta operatsiyaga birlashtirishdir.
4. Qaydlash. Tashqi xotirada ma’lumotlarni ishonchli saqlash MBBT uchun asosiy talablardan biridir. Ishonchlilik deganda, har qanday apparat yoki dasturiy ta’minot ishlamay qolgandan so‘ng, MBBT ma’lumotlar bazasida so‘nggi o‘zgartirishlarni tiklay olishi tushuniladi. Apparat buzilishi mumkin bo‘lgan ikki holat odatda ko‘rib chiqiladi:
1) Yumshoq nosozliklar–bu kompyuterning to‘satdan o‘chishi (masalan, favqulodda chiroqnong o‘chib qolishi).
2) Qattiq nosozliklar–bu tashqi xotira vositalarida ma’lumotni yo‘qotish.
Dasturiy ta’minotning ishdan chiqishiga: MBBT yoki foydalanuvchi dasturining avariyaviy tugatilishi natijasida ba’zi bir tranzaksiyalar tugallanmay qoladi.Birinchi vaziyatni yumshoq turdagi apparat buzilishining o‘ziga xos turi sifatida ko‘rish mumkin; ikkinchisi esa sodir bo‘lganda, faqat bitta tranzaksiya oqibatlarini bartaraf etish talab qilinadi. Ma’lumotlar bazasini tiklash uchun har qanday holatda qo‘shimcha ma’lumotlarga ega bo‘lishingiz kerakligi aniq. Boshqacha qilib aytganda, ma’lumotlar bazasida ma’lumotlarni saqlashning ishonchliligi ortiqcha ma’lumot saqlash talab qiladi va qayta tiklash uchun ishlatiladigan ma’lumotlarning ushbu qismi ayniqsa ishonchli saqlanishi lozim. Bunday ortiqcha ma’lumotni saqlashning eng keng tarqalgan usuli bu ma’lumotlar bazasini qaydlar jurnalini yuritishdir.Jurnal -bu ma’lumotlar bazasining maxsus qismi bo‘lib, foydalanuvchilar kirishiga imkon bo‘lmagan va juda ehtiyotkorlik bilan saqlanadigan ma’lumotlar bazasining asosiy qismidagi barcha o‘zgarishlarning yozuvlarini o‘z ichiga oladi. Turli xil ma’lumotlar MBBT bazasining o‘zgarishiga qarab har xil darajada qayd qilinadi: ba’zida jurnal yozuvlari ma’lumotlar bazasini o‘zgartirishning ba’zi mantiqiy operatsiyalariga mos keladi (masalan, ma’lumotlar bazasining relyatsion jadvalidan qatorni o‘chirish operatsiyalari), ba’zan -tashqi xotira sahifasini o‘zgartirishning minimal ichki operatsiyasi; ba’zi tizimlar bir vaqtning o‘zida ikkala yondashuvdan foydalanadilar.Qayta tiklashning eng oddiy holati -bu tranzaksiyaning individual qaytarilishi. Bu tizim bo‘yicha ma’lumotlar bazasini o‘zgartirish jurnalini talab qilmaydi. Har bir tranzaksiya uchun ushbu operatsiyada bajarilgan ma’lumotlar bazasini o‘zgartirish operatsiyalarining lokal jurnalini yuritish va lokal jurnalning oxiridan boshlab teskari operatsiyalarni bajarish orqali uni orqaga qaytarish kifoya.
5. MB tillarini qo‘llab-quvvatlash.Ma’lumotlar bazalari bilan ishlash uchun odatda ma’lumotlar bazasi tillari deb ataladigan maxsus tillardan foydalaniladi. Dastlabki MBBTlar ixtisoslashgan bir nechta tillarni qo‘llab-quvvatlagan. Ko‘pincha, ikkita til -MB sxemasini aniqlash tili (SDL -Schema Definition Language) va ma’lumotlarni manipulyatsiya qilish tilidan (DML -Data Manipulation Language) foydalanilgan.


SDL asosan ma’lumotlar bazasining mantiqiy tuzilishini aniqlashga xizmat qilgan bo‘lib, ya’ni, ma’lumotlar bazasi tuzilishi foydalanuvchilarga qanday ko‘rinishda bo‘lganligini ko‘rsatgan. DML manipulyatsiya operatorlari to‘plamini o‘z ichiga olgan bo‘lib, ya’ni, ma’lumotlar bazasiga ma’lumotlarni kiritish, o‘chirish, o‘zgartirish yoki mavjud ma’lumotlarni tanlashga imkon beruvchi operatorlar hisoblangan.Zamonaviy MBBTlar odatda ma’lumotlar bazasi bilan ishlash uchun zarur bo‘lgan barcha vositalarnio‘z ichiga olgan yagona integral tilda ishlab, uni yaratishdan boshlab va ma’lumotlar bazalari bilan foydalanuvchi interfeysigacha o‘z ichiga oladi. Hozirgi kunda eng keng tarqalgan relyatsion MBBT ning standart tili SQL (Structured Query Language) hisoblanadi. Keling, “til darajasida”qo‘llab-quvvatlanadigan relyatsion MBBT ning asosiy funksiyalarini sanab o‘tamiz, ya’ni, SQL interfeysini ishlatishda qo‘llab-quvvatlanadigan funksiyalar (agar foydalanuvchi relyatsion ma’lumotlar modeli asoslarini yaxshi bilmasa, avval u bilan tanishib chiqishi va shundan keyingina SQL tilining asoslarini ko‘rib chiqishi mumkin).Avvalo, SQL -bu SDL va DML birikmasi bo‘lib; ma’lumotlar bazasining relyatsion sxemasini aniqlashga va ma’lumotlarni manipulyatsiya qilishga imkonberadi. Bunday holda ma’lumotlar bazasi obyektlarining nomlanishi til darajasida qo‘llab-quvvatlanadi va SQL kompilyatori maxsus qo‘llab-quvvatlanadigan xizmat katalog jadvallari asosida obyektnomlarini ichki identifikatorlariga aylantiradi.MBBT (yadro)ning ichki qismi jadvallar nomlari va ularning ustunlari bilan umuman ishlamaydi. SQL tilida ma’lumotlar bazasining yaxlitligi cheklovlarini aniqlash uchun maxsus vositalar mavjud. Shunga qaramay, yaxlitlik cheklovlari maxsus katalog jadvallarida saqlanadi va ma’lumotlar bazasining yaxlitligi til darajasida ta’minlanadi. Ma’lumotlar bazasini o‘zgartirish operatorlarini kompilyatsiya qilishda SQL kompilyatori ma’lumotlar bazasidagi yaxlitlik cheklovlari asosida tegishli dastur kodini hosil qiladi.Ma’lumotlar bazasi obyektlariga avtorizatsiya qilish SQL bayonotlarining maxsus to‘plami asosida amalga oshiriladi. G‘oya shundan iboratki, ma’lum bir SQL opretasiyasini bajarish uchun foydalanuvchi turli xil huquqlarga ega bo‘lishi kerak. Ma’lumotlar bazasi jadvalini yaratgan foydalanuvchi ushbu jadval bilan ishlash uchun to‘liq huquqlarga ega. Ushbu vakolatlarni to‘liq yoki qisman boshqa foydalanuvchilarga berish huquqini o‘z ichiga oladi. Foydalanuv-chilarning huquqlari maxsus katalog jadvallarida tavsiflangan bo‘lib; kirishni boshqarish til darajasida qo‘llab-quvvatlanadi.Har bir MBBT o‘z obyektturlarini qo‘llashi mumkin. Jadvallar – ma’lumotlar bazasida mavjud bo‘lgan barcha ma’lumotlarni saqlaydigan va ma’lumotlar bazasining tuzilishini (maydonlari, turlari va xususiyatlari) saqlaydigan har qanday ma’lumotlar bazasining asosiy obyektlaridir. Hisobotlar –ma’lumotlar chiqarish uchun ya’ni ularni ekranga emas, balki bosib chiqarish moslamasiga (printerga) chiqarish uchun mo‘ljallangan. Ularda chiqish ma’lumotlarini guruhlash va bosma hujjatlar uchun xos bo‘lgan elementlarni namoyish qilish uchun maxsus choralar (tepa va past kolontituli, sahifa raqamlari, hisobot yaratish vaqti va boshqalar) ko‘rilgan. So‘rovlar –jadvallardan ma’lumotlarni ajratib olish va foydalanuvchiga qulay shaklda taqdim etish uchun xizmat qiladi. Ular yordamida ma’lumotlarni tanlash, saralash va filtrlash amalga oshiriladi. Siz ma’lumotlarni berilgan algoritm bo‘yicha o‘zgartirishingiz, yangi jadvallar yaratishingiz, jadvallarni avtomatik ravishda boshqa manbalardan keltirilgan ma’lumotlar bilan to‘ldirishingiz, jadvallarda oddiy hisob-kitoblarni amalga oshirishingiz va boshqa ko‘p narsalarni qilishingiz mumkin. So‘rovlarning o‘ziga xos xususiyati shundaki, ular tayanch jadvallardan ma’lumotlarni yig‘aadi va ular asosida vaqtinchalik natijalar jadvalini yaratadi. Ya’ni asosiy jadvallardan tanlangan maydonlar va yozuvlar obrazi desak ham bo‘ladi. Obraz bilan ishlash qattiq diskda saqlangan jadvallarga qaraganda tezroq va samaraliroqdir. Ma’lumotlar bazasini yangilash so‘rov orqali ham amalga oshirilishi mumkin. Barcha ma’lumotlar qabul qilish tartibi asosida jadvallarga kiritiladi, ya’ni, ular saralanmagan bo‘ladi. Ammo tegishli so‘rov bo‘yicha siz kerakli usulda saralangan va filtrlangan ma’lumotlarni olishingiz mumkin.
Shakllar –foydalanuvchiga to‘ldirish uchun kerakli maydonlarni taqdim etadigan ma’lumotlar kiritish vositalari. Kirishni avtomatlashtirish uchunularga maxsus (hisoblagichlar, ochiladigan jadvallar, o‘zgartirgichlar, bayroqchalar va boshqalar) boshqaruv elementlarini joylashtirishingiz mumkin. Masalan, blankning ma’lum maydonlarini to‘ldirish. Shakllar yordamida ma’lumotlarni o‘zgartirishning maxsus vositalaridan foydalanishingiz mumkin. Sahifalar yoki ma’lumotlarga kirish sahifalari – HTML kodda bajarilgan, veb-sahifaga joylashtirilgan va shu bilan birga mijozga uzatiladigan ma’lumotlar bazasining maxsus obyektlari. Obyektning o‘zi ma’lumotlar bazasi emas; foydalanuvchi kirish sahifasi maydonlarida ma’lumotlar bazasi yozuvlarini ko‘rish uchun ishlatishi mumkin. Shunday qilib, sahifalar -bu mijoz, server va serverda joylashgan ma’lumotlar bazasi o‘rtasidagi interfeysdir. Makroslar va modullar – boshqarish tizimi bilan ishlashda takrorlanadigan operatsiyalarni avtomatlashtirish va dasturlash orqali yangi funksiyalarni yaratish uchun mo‘ljallangan. Makroslar MBBT ichki buyruqlar ketma-ketligidan iborat va ma’lumotlar bazasi bilan ishlashni avtomatlashtirish vositalaridan biridir. Modullar tashqi dasturlash tili yordamida yaratiladi. Bu ma’lumotlar bazasi yaratuvchisining nostandart funksional imkoniyatlarni yaratishi, mijozning o‘ziga xos talablariga javob berishi, boshqaruv tizimining tezligi va uning xavfsizlik darajasini oshirishi mumkin bo‘lgan vositalardan biridir. MBBTni tanlashning ko‘plab usullari mavjud. Ulardan eng soddasi, mavjud tizimlarning yaratilayotgan axborot tizimi loyihasining asosiy talablariga qanday javob berishini baholashga asoslangan. Murakkab va qimmat variant -bir nechta tizim asosida test loyihasini yaratish va undan keyin eng munosibini saralashdir. Ammo bu holatda ham, ba’zi tanlov mezonlariga tayanib, mumkin bo‘lgan tizimlar doirasini cheklash kerak.
Ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimiga qo‘yiladigan asosiy talablar yoki boshqacha qilib aytganda, ma’lum bir tizimni tahlil qilishda foydalanadigan tanlov mezonlari uning oldiga qo‘yilgan maqsadlarga qarab farq qilishi mumkin. Ularni bir necha guruhlarga ajratish mumkin:
1.Ma’lumotlarni modellashtirish
2.Arxitektura xususiyatlari va funksional imkoniyatlari
3.Tizim ishini nazorat qilish
4.Ilova ishlab chiqish xususiyatlari
6.Ish quvvati
7.Ishonchlilik
8.Ish muhiti uchun talablar
9.Aralash mezonlar
Keling, ushbu guruhlarning har birini alohida ko‘rib chiqamiz. Ma’lumotlarni modellashtirish.Ishlatiladigan ma’lumotlar modeli.Ko‘plab ma’lumot modellari mavjud bo‘lib; keng tarqalganlari: ierarhik, tarmoqli, relyatsion, obyektli-relatsion va obyektli. Ma’lum bir modeldan foydalanish masalasi axborot tizimini loyihalashning dastlabki bosqichida hal qilinishi kerak.Triggerlar va saqlangan jarayonlar. Trigger -jadvalga qator kiritilganda, o‘zgartirganda yoki o‘chirganda doimiy chaqiriladigan ma’lumotlar bazasining dasturidir. Triggerlar o‘zgarishlarni qabul qilishdan oldin ularning to‘g‘riligi tekshirilishini ta’minlaydi. Saqlangan jarayon -bu serverda saqlanadigan va mijoz tomonidan chaqirilishi mumkin bo‘lgan dastur. Saqlangan jarayonlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri ma’lumotlar bazasi serverida bajarilganligi sababli, ma’lumotlar bazasi mijozi yordamida shunga o‘xshash operatsiyalarni bajarishdan ko‘ra samarasi yuqoriroq bo‘ladi. Triggerlar va saqlangan jarayonlarni ishga tushirish uchun turli xil vositalardan foydalanadi.Qidiruv vositalari. Ba’zi zamonaviy tizimlarda o‘rnatilgan qo‘shimcha kontekstli qidiruv vositalari mavjud.Nazarda tutilgan ma’lumot turlari. Bu yerda ikki mustaqil mezonni hisobga olish kerak: tizimga kiritilgan tayanch yoki asosiy ma’lumot turlari va ularning tiplarini kengaytirish imkoniyati. Zamonaviy tizimlardagi ma’lumotlar turlarining asosiy to‘plamlari
ma’lum bir standartdan chetga chiqishi odatda unchalik katta bo‘lmasa ham, u yoki bu ishlab chiqaruvchilar tizimlarida ma’lumotlar turlarini kengaytirish mexanizmlari sezilarli darajada farq qiladi.So‘rovlar tilini qo‘llash. Barcha zamonaviy tizimlar ma’lumotlarga kirishning SQL-92 standart tili qo‘llaydilar, lekin ularning ko‘plari ushbu standartning ba’zi kengaytmalarini qo‘llaydilar.Arxitektura xususiyatlari va funksional imkoniyatlari.Harakatlanuvchanlik (mobillik). Harakatlanuvchanlik -bu tizimning u ishlayotgan muhitdan mustaqilligi. Bu holda atrof-muhit ham apparat, ham dasturiy ta’minot (operatsion tizim) hisoblanadi.O‘lchamlilik. MBBTni tanlashda ushbu tizim axborot tizimining o‘sishiga mos kelishi yoki kelmasligini hisobga olishi kerak va bu o‘sish foydalanuvchilar soni, saqlanadigan ma’lumotlar hajmi va qayta ishlangan ma’lumot ko‘rinishida namoyon bo‘lishi mumkin. Taqsimlilik.Ma’lumotlar bazalariga asoslangan axborot tizimlaridan foydalanishning asosiy sababi tashkilotning barchama’lumotlarini birlashtirishga intilishdir. Eng sodda va ishonchli yondashuv -bir serverda ma’lumotlarni saqlash va qayta ishlashni markazlashtirish. Afsuski, buning har doim ham imkoniyati yo‘q va siz taqsmlangan ma’lumotlar bazalaridan foydalanishingizkerak. Turli xil tizimlar taqsmlangan ma’lumotlar bazalarini boshqarish uchun turli xil imkoniyatlarga ega.Tarmoq imkoniyatlari.Ko‘pgina tizimlar tarmoq protokollari va xizmatlaridan keng doirada foydalanadi.Tizim faoliyatini nazoratlash.Kompyuter xotirasidan foydalanishni boshqarish. Tizim operativ xotiradan va diskdagi joydan foydalanishni boshqarishi mumkin. Ikkinchi holda, ma’lumotlar bazalarini siqishda yoki ortiqcha fayllarni olib tashlashda ifodalanishi mumkin.Avtomatik sozlash. Ko‘pgina zamonaviy tizimlar o‘z-o‘zini sozlash imkoniyatlarini o‘z ichiga olib, bu odatda servisning o‘zini diagnostika qilish xizmatlariga tayanadi.Ushbu xususiyat tizim konfiguratsiyasidagi zaif tomonlarni aniqlashga va uni maksimal darajada ishlash uchun avtomatik ravishda sozlashga imkon beradi.
Ilovani ishlab chiqish xususiyatlari. Ko‘pgina MBBT ishlab chiquvchilari o‘z tizimlari uchun qo‘shimcha vositalarini ham chiqaradilar. Shuni ta’kidlash joizki, ushbu vositalar serverning barcha imkoniyatlarini eng yaxshi darajada qo‘llashga imkon beradi, shuning uchun ma’lumotlar bazasini tahlil qilishda siz dasturlarni ishlab chiqish vositalarining imkoniyatlarini ham hisobga olishingiz kerak. Loyihalash. Ba’zi tizimlarda ma’lumotlar bazalari uchun ham, dasturlar uchun ham avtomatlashtirilgan loyihalash vositalari mavjud. Turli ishlab chiqaruvchilarning loyiha vositalari sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Ko‘p tilli qo‘llab-quvvatlash. Ko‘p sonli milliy tillarni qo‘llab-quvvatlash tizim va uning asosida yaratilgan dasturlarning ko‘lamini kengaytiradi. Web-ilovalarni ishlab chiqish imkoniyatlari. Turli xil dasturlarni ishlab chiqishda ko‘pincha Internet muhiti imkoniyatlaridan foydalanish kerak bo‘ladi. Ba’zi ishlab chiqaruvchilarning ish vositalarida veb-ilovalarni yaratish uchun keng vositalar mavjud. Qo‘llab-quvvatlanadigan dasturlash tillari.Amaldagi dasturlash tillarining keng doirasi dasturchilar uchun tizimning imkoniyatini oshiradi, shuningdek yaratilayotgan dasturlarning ishlashi va funksionalligiga sezilarli ta’sir ko‘rsatishi mumkin.