Veritabanı (DB)- çok sayıda uygulama için kullanma yeteneği, gerekli bilgileri hızlı bir şekilde elde etme ve değiştirme yeteneği, minimum bilgi fazlalığı, uygulama programlarının bağımsızlığı, genel kontrollü bir arama yöntemi ile karakterize edilen bir dizi birbirine bağlı

Birçok kullanıcı uygulaması için veritabanlarını kullanma yeteneği, karmaşık sorguların uygulanmasını basitleştirir, depolanan verilerin fazlalığını azaltır ve bilgi teknolojisi kullanımının verimliliğini artırır. Veritabanlarının temel özelliği, verilerin ve bunları kullanan programların bağımsızlığıdır. Veri bağımsızlığı, veri değişikliklerinin uygulama programlarını değiştirmemesi ve bunun tersi anlamına gelir.

Herhangi bir veritabanının çekirdeği veri modelidir. Veri örneği Veri yapılarının ve işleme işlemlerinin bir koleksiyonudur.

Veritabanı modelleri, veri yapılarının nispeten kararlı olduğu gerçeğinden oluşan bilgi işlemeye yönelik modern yaklaşıma dayanmaktadır. Konu alanının bilgi modelini yapılandırılmış bir biçimde gösteren bilgi tabanının yapısı, mantıksal kayıtları, öğelerini ve aralarındaki ilişkiyi oluşturmayı mümkün kılar. İlişkiler aşağıdaki ana tiplerde gösterilebilir:

- "bire bir", bir kayıt bağlanabildiğinde
tek giriş ile;

- "birden çoğa", bir kayıt diğer birçok kayıtla bağlantılı olduğunda;

- "çoktan çoğa", aynı kayıt farklı varyantlardaki diğer birçok kayıtla ilişkiye girebildiğinde.

Bir veya daha fazla ilişki türünün kullanılması üç ana veritabanı modeli belirlemiştir: hiyerarşik, ağ ve ilişkisel.

Ana veritabanı modellerinin mantıksal yapısını netleştirmek için, bu kadar basit bir görevi ele alacağız: üç tedarikçiye veri depolamak için mantıksal bir veritabanı yapısı geliştirmek gerekir: T 1 mallarını tedarik edebilen P 1, P 2, P 3 , T 2, T 3 aşağıdaki kombinasyonlarda: tedarikçi P 1 - her üç mal türü, tedarikçi P 2 - mal T 1 ve T 3, tedarikçi P 3 - mal T 2 ve T 3.

hiyerarşik model nesnelerin, nesnelerin sıralanma (hiyerarşi) seviyelerine göre tahsis edildiği bir ağaç grafiği şeklinde temsil edilir (Şekil 4.1.)

Pirinç. 4.1. Hiyerarşik veritabanı modeli

Üst, birinci seviyede, "tedarikçiler" (P) nesnesi hakkında, ikincide - belirli tedarikçiler hakkında P 1, P 2, P 3, alt, üçüncü, seviyede - olabilecek mallar hakkında bilgi vardır. belirli tedarikçiler tarafından sağlanır. Hiyerarşik bir modelde, kurala uyulmalıdır: her ortaya çıkan düğüm birden fazla yumurtlayana sahip olamaz (yalnızca bir gelen ok); yapıda yalnızca bir tane oluşturulmamış düğüm olabilir (gelen bir ok olmadan) - bir kök. Giriş okları olmayan düğümlere yaprak denir. Düğüm bir kayıt olarak entegre edilmiştir. Gerekli kaydı bulmak için kökten yapraklara gitmeniz gerekir, yani. yukarıdan aşağıya, bu da erişimi büyük ölçüde kolaylaştırır.

Hiyerarşik veri modelinin avantajı, yapılarını hem mantıksal hem de fiziksel düzeyde tanımlamanıza izin vermesidir. Bu modelin dezavantajları, veri öğeleri arasındaki ilişkilerin katı bir şekilde sabitlenmesidir, bunun bir sonucu olarak, bağlantılardaki herhangi bir değişikliğin yapıda bir değişiklik gerektirdiği ve ayrıca verilerin fiziksel ve mantıksal organizasyonunun katı bağımlılığıdır. Hiyerarşik modeldeki erişim hızı, bilgi esnekliği kaybı nedeniyle elde edilir (hangi tedarikçilerin, örneğin Ti ürününü tedarik ettiği hakkında bilgi, ağaçtan tek bir geçişte elde edilemez).

Hiyerarşik model, veri öğeleri arasında bire çok ilişki kullanır. "Çoktan çoğa" biçiminde bir ilişki uygulanırsa, ağ veri modeline gelinir.

ağ modeli eldeki görev için veri tabanı bir bağlantı şeması şeklinde sunulur (Şekil 5.2.). Diyagram, bağımsız (temel) veri tiplerini gösterir P 1, P 2, P 3, yani. tedarikçiler ve bağımlı hakkında bilgi - T 1, T 2 ve T 3 malları hakkında bilgi. Ağ modelinde kayıtlar arasında her türlü ilişkiye izin verilir ve geri bildirim sayısında herhangi bir sınırlama yoktur. Ancak bir kurala uyulmalıdır: ilişki, ana ve bağımlı kayıtları içerir.

Pirinç. 4.2. Veritabanı ağ modeli

Veritabanı ağ modelinin avantajı, hiyerarşik modele kıyasla daha fazla bilgi esnekliğidir. Bununla birlikte, her iki model için de ortak bir dezavantaj kalır - kontrol sisteminin bilgi tabanının gelişimini engelleyen oldukça katı bir yapı. Bilgi tabanının sık sık yeniden düzenlenmesine ihtiyaç varsa (örneğin, özelleştirilebilir temel bilgi teknolojilerini kullanırken), en gelişmiş veritabanı modeli kullanılır - nesneler ve ilişkiler arasında hiçbir farkın olmadığı ilişkisel bir model.

V ilişkisel model veri öğeleri arasındaki veritabanı ilişkileri, ilişkiler adı verilen iki boyutlu tablolarda temsil edilir. İlişkiler aşağıdaki özelliklere sahiptir: tablonun her öğesi bir veri öğesidir (yinelenen grup yoktur); sütunun öğeleri aynı niteliktedir ve sütunlar benzersiz şekilde adlandırılmıştır; tabloda iki özdeş satır yok; satırlar ve sütunlar, bilgi içeriklerinden bağımsız olarak herhangi bir sırada görüntülenebilir.

İlişkisel veritabanı modelinin avantajları, mantıksal modelin basitliğidir (bilgileri sunmak için tablolar ortaktır); koruma sisteminin esnekliği (her ilişki için erişimin meşruiyeti belirtilebilir); veri bağımsızlığı; matematiksel olarak titiz bir ilişkisel cebir teorisi (ilişki cebiri) kullanarak basit bir veri işleme dili oluşturma yeteneği.

Tedarikçiler ve mallarla ilgili yukarıdaki problem için, ilişkisel veritabanının mantıksal yapısı üç tablo (ilişki) içerecektir: R 1, R 2, R 3, sırasıyla teslimatlar, mallar ve mal teslimleri hakkında kayıtlardan oluşur. tedarikçiler (Şekil 4.3.)

Pirinç. 4.3. İlişkisel veritabanı modeli

DBMS ve işlevleri

Bir veritabanı yönetim sistemi (DBMS), çeşitli sorunları çözmek için kullanılan bir bilgisayarda ortak bir veritabanı oluşturmak için tasarlanmış bir yazılım sistemidir. Bu tür sistemler, veritabanının güncel tutulmasına ve kullanıcılara verilen yetki çerçevesinde içerdiği verilere etkin kullanıcı erişiminin sağlanmasına hizmet eder.

DBMS, bu sistemde çalışan herkesin yararına merkezi veritabanı yönetimi için tasarlanmıştır.

Evrensellik derecesine göre, iki DBMS sınıfı ayırt edilir:

- genel amaçlı sistemler;

- özel sistemler.

Genel amaçlı VTYS'ler herhangi bir konu alanına veya herhangi bir kullanıcı grubunun bilgi ihtiyacına odaklı değildir. Bu tür her sistem, belirli bir işletim sisteminde belirli bir bilgisayar modeli üzerinde çalışabilen bir yazılım ürünü olarak uygulanır ve birçok kullanıcıya ticari bir ürün olarak sunulur. Bu tür DBMS, belirli bir veritabanıyla çalışmak için ayarlama araçlarına sahiptir. Veritabanı teknolojisine dayalı otomatik bilgi sistemleri oluşturmak için bir araç olarak genel amaçlı bir VTYS'nin kullanılması, geliştirme süresini önemli ölçüde azaltabilir ve işgücü kaynaklarından tasarruf sağlayabilir. Bu DBMS'ler gelişmiş işlevselliğe sahiptir.

Genel amaçlı bir VTYS kullanmanın imkansız veya uygun olmadığı nadir durumlarda özel VTYS oluşturulur.

Genel amaçlı VTYS, bir bilgi sistemi veri tabanının oluşturulması ve işletilmesiyle ilgili tüm işlev setini gerçekleştirmek için tasarlanmış karmaşık yazılım sistemleridir.

Halihazırda kullanılan DBMS'ler, geliştiricilerin düşük seviyeli programlama üzerinde daha az çabayla daha fazla veri güvenliğini garanti etmelerini sağlayan veri bütünlüğü ve güvenilir güvenlik araçlarına sahiptir. WINDOWS ortamında çalışan ürünler, kullanıcı dostu ve yerleşik üretkenlik araçlarından yararlanır.

DBMS'nin performansı tahmin edilir:

- sorgu yürütme süresi;

- dizine eklenmemiş alanlarda bilgi alma hızı;

- bir veritabanını diğer formatlardan içe aktarma işlemlerinin yürütülme zamanı;

- dizin oluşturma ve veri güncelleme, ekleme, silme gibi toplu işlemleri gerçekleştirme hızı;

- çok kullanıcılı modda maksimum paralel veri erişimi sayısı;

- rapor oluşturma zamanı.

Bir VTYS'nin performansını iki faktör etkiler:

- Veri bütünlüğüne uyulup uyulmadığını izleyen DBMS, diğer programların yaşamadığı ek bir yük taşır;

- yerel uygulamaların performansı, veritabanının doğru tasarımına ve yapısına büyük ölçüde bağlıdır.

Benzer bilgiler.

Veritabanlarındaki veriler, veri modellerinden birine göre düzenlenir.

Bir veri modeli yardımıyla, etki alanının nesneleri ve aralarındaki ilişkiler gösterilebilir. O. herhangi bir veritabanının temeli bir veri modelidir.

Veri örneği - işlenmesi için bir dizi veri yapısı ve işlemi.

Klasik veri sunumu modelleri hiyerarşik, ağ ve ilişkisel modelleri içerir. Hiyerarşik ve ağ veri modelleri, 60'lı yılların başında veritabanı yönetim sistemlerinde kullanılmaya başlandı. 70'lerin başında, ilişkisel bir veri modeli önerildi. Bu üç model, esas olarak nesneler arasındaki ilişkileri temsil etme biçimlerinde farklılık gösterir.

Temel veri sunum modelleri:

1. Hiyerarşik veri modeli, gerçek dünya nesnelerinin bilgi gösterimlerini - varlıklar ve bunların ilişkilerini yönlendirilmiş bir grafik veya ağaç şeklinde temsil eder (Şekil 2). Düğümler ve dallar hiyerarşik bir ağaç yapısı oluşturur. Düğüm, bir nesneyi tanımlayan nitelikler topluluğudur. Hiyerarşideki en yüksek düğüme kök düğüm denir (bu ana nesne türüdür). Kök düğüm birinci seviyededir. Bağımlı düğümler (alt nesne türleri) ikinci, üçüncü ve diğer seviyelerde bulunur. Böyle bir modelde, her nesnenin yalnızca bir kaynak nesnesi vardır (kök nesne hariç), ancak prensipte birkaç bağımlı (alt) nesne olabilir.

17. Hiyerarşik modelin yapısı

Nesneler arasındaki dallar, bazı ilişkilerin varlığını gösterir ve ilişkinin adı kenarda yazılır. Örneğin, "müşteri" ve "sipariş" nesneleri arasında "yapıyor" ve "sipariş" ve "mallar" arasında "oluşur" olarak adlandırılan bir ilişki olabilir. Bu model türü, dikey bağlantıları, alt seviyenin üst seviyeye tabi olmasını, yani. kök kayıttan her veritabanı kaydına giden yalnızca bir (hiyerarşik) yol vardır.

Böyle bir modelin bir örneği, bir üniversite hakkında bilgi içeren bir veritabanıdır (örneğin, BelGSKhA)

2. Ağ modeli - hiyerarşik modelin bir uzantısıdır , Ancak yatay bağlantılar vardır (Şekil 3). Bu veri modelinde herhangi bir nesne hem ana hem de bağımlı olabilir. Türetilmiş öğenin veriler arasındaki ilişkide birden fazla kaynak öğesi varsa, bir yapıya ağ yapısı denir. Ağ modeli hiyerarşik modelden daha güçlüdür, ancak uygulanması ve kullanılması daha zordur. Bir örnek, araştırma çalışmasına katılan öğrenciler hakkında bilgi içeren bir veri tabanının yapısıdır. Bir konunun geliştirilmesinde birden fazla öğrencinin olduğu gibi, bir öğrencinin birden fazla konuya katılması mümkündür.

Pirinç. 18. Ağ modelinde bağlantıların temsili

3. İlişkisel model.İlişkisel bir veri modeli kavramı (İngilizce ilişkiden - ilişkiden) Erich Codd'un gelişimi ile ilişkilidir. Bu model, veri yapısının basitliği, kullanıcı dostu tablo sunumu ve veri işleme için ilişkisel cebir aparatını kullanma yeteneği ile karakterize edilir.

İlişkisel model, verileri belirli ilişkilerle birbirine bağlanan iki boyutlu tablolar biçiminde düzenlemeye odaklanır.

İlişkisel tablo aşağıdakilere sahiptir özellikler :

ü tablonun bir adı olmalıdır;

ü tablonun her elemanı - bir veri elemanı;

ü tablodaki tüm sütunlar homojendir, yani. bir sütundaki tüm öğeler aynı türe (sayısal, karakter veya diğer) ve uzunluğa sahiptir;

ü her sütunun benzersiz bir adı vardır;

ü tabloda aynı satırlar yok;

ü satır ve sütunların sırası isteğe bağlı olabilir;

ü tablo basit olmalıdır, yani bileşik sütunlar içermez;

ü Birincil anahtar bilinmelidir.

İlişkisel bir veritabanı tablosu, aynı türdeki bir dizi kayıttan veya tanımlama gruplarından oluşur. "Aynı türden" sözcüğü, özniteliğin her kayıt için kendi anlamı olmasına rağmen, tüm kayıtların aynı özniteliklere veya alanlara sahip olduğu anlamına gelir.

Bir işletmenin çalışanları hakkında verileri içeren bir tablo düşünün

Veritabanı veri modeli türleri

Veri organizasyon modelleri. Ağ, ilişkisel, hiyerarşik modeller.

Herhangi bir veritabanının çekirdeği veri modelidir. Bir veri modeli yardımıyla, etki alanının nesneleri ve aralarındaki ilişkiler gösterilebilir.

Veri örneği veri yapıları ve bunların işleme operasyonları topluluğudur. Üç ana veri modeli türüne bakalım: hiyerarşik, ağ ve ilişkisel.

Veritabanı veri modeli türleri

Hiyerarşik veritabanı modeli bir ağaç olarak tasvir edilmiştir. Bir düğüm ağacının öğeleri, mantıksal kayıtlar gibi bir veri koleksiyonunu temsil eder.

hiyerarşik model genelden özele sıralanma sırasına göre düzenlenmiş ve yapıda ters çevrilmiş bir ağaç (grafik) oluşturan bir dizi öğedir.

Hiyerarşik bir yapının temel kavramları seviye, düğüm ve bağlantıdır. Düğüm bazı nesneleri tanımlayan veri öznitelikleri topluluğudur. Hiyerarşik bir ağacın diyagramında düğümler, bir grafiğin köşeleri ile temsil edilir. Alt düzeydeki her düğüm, daha yüksek düzeydeki yalnızca bir düğümle ilişkilendirilir. Hiyerarşik ağacın yalnızca bir tepe noktası vardır, başka herhangi bir tepe noktasına bağlı değildir ve en üstte bulunur - birinci düzey. Bağımlı (alt) düğümler ikinci, üçüncü vb. seviyelerdedir. Veritabanındaki ağaç sayısı kök kayıt sayısına göre belirlenir. Kök kayıttan her veritabanı kaydına giden yalnızca bir hiyerarşik yol vardır.

Ağ DB modelleri, organizasyonları için ek maliyet gerektirmelerine rağmen, daha geniş bir kontrol nesnesi sınıfına karşılık gelir.

ağ yapısında aynı temel kavramlarla (seviye, düğüm, bağlantı), her öğe başka herhangi bir öğeyle ilişkilendirilebilir.

ilişkisel veritabanı modeli nesneleri ve aralarındaki ilişkileri tablolar şeklinde temsil eder ve veriler üzerindeki tüm işlemler bu tablolardaki işlemlere indirgenir. Hemen hemen tüm modern DBMS bu modele dayanmaktadır. Bu model, veri organizasyonunun son kullanıcısı için daha anlaşılır, "şeffaf".

ilişkisel model veri nesneleri ve aralarındaki bağlantılar tablolar şeklinde temsil edilirken, bağlantılar da nesne olarak kabul edilir. İlişkisel bir veritabanında tablo oluşturan tüm satırların bir birincil anahtarı olmalıdır. Tüm modern VTYS araçları, ilişkisel veri modelini destekler.

Bu model, veri yapısının basitliği, kullanıcı dostu tablo sunumu ve veri işleme için ilişkiler cebiri ve ilişkisel hesabın resmi aygıtını kullanma yeteneği ile karakterize edilir.

Her ilişkisel tablo iki boyutlu bir dizidir ve aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1. Tablonun her elemanı bir veri elemanına karşılık gelir.

2. Tablodaki tüm sütunlar homojendir, yani. bir sütundaki tüm öğeler aynı tür ve uzunluktadır.

3. Her sütunun benzersiz bir adı vardır.

4. Tabloda aynı satırlar yok;

5. Satırların ve sütunların sırası isteğe bağlı olabilir.

Veri modeline göre sınıflandırma (kuruluş yapısına göre).

Tarih.

Veritabanı teknolojilerinin ortaya çıkış ve gelişim tarihi, hem geniş hem de dar bir açıdan ele alınabilir.

V geniş açı veritabanlarının tarihi kavramı, insanlığın verileri sakladığı ve işlediği herhangi bir aracın tarihine genelleştirilmiştir. Bu bağlamda, örneğin eski Sümer'de (M.Ö. 4000) kraliyet hazinesinin ve vergilerin muhasebeleştirilme araçlarından, İnkaların nodüler yazılarından, Asur krallığının belgelerini içeren çivi yazısı yazılarından vb. bahsedilmiştir. Unutulmamalıdır ki bu yaklaşımın dezavantajı “veritabanı” kavramının bulanıklaşması ve “arşiv” ve hatta “yazma” kavramlarıyla fiilen birleşmesidir.

Veritabanı geçmişi dar açı veritabanlarını geleneksel (modern) anlamda değerlendirir. Bu hikaye, kayıt işleme yazılımının tanıtıldığı 1955'te başlar. Bu zamanın yazılımı, dosya tabanlı bir kayıt işleme modelini destekledi. Verileri saklamak için delikli kartlar kullanıldı. Çevrimiçi çevrimiçi veritabanları 1960'ların ortalarında ortaya çıktı. Operasyonel veri tabanları üzerindeki işlemler, terminaller kullanılarak interaktif olarak işlendi. Basit dizin-sıralı kayıt kuruluşları hızla daha güçlü bir küme odaklı kayıt modeline dönüştü. Charles Bachmann, veri tanımlama ve veri işleme için standart bir dil geliştiren Veri Tabanı Görev Grubuna (DBTG) liderlik ettiği için Turing Ödülü'nü aldı.

Aynı zamanda, COBOL veritabanı topluluğu (öncelikle iş uygulamaları geliştirmeye yönelik en eski programlama dillerinden biri (1959'daki ilk sürüm)), veritabanı şemaları kavramını ve veri bağımsızlığı kavramını geliştirdi.

Bir sonraki önemli aşama, 1970'lerin başında Edgar F. Codd'un çalışması sayesinde ilişkisel veri modelinin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Codd'un çalışması, uygulamalı veritabanı teknolojisi ile matematik ve mantık arasında yakın bir ilişkinin yolunu açtı. Edgar F. Codd ayrıca teori ve pratiğe katkılarından dolayı Turing Ödülü'nü aldı.

Terimin kendisi veri tabanı(veritabanı) 1960'ların başında ortaya çıktı ve 1964 ve 1965'te SDC (Sistem Geliştirme Şirketi) tarafından düzenlenen sempozyumlarda tanıtıldı, ancak başlangıçta oldukça dar bir anlamda yapay zeka sistemleri bağlamında anlaşıldı. Terim, modern anlamda ancak 1970'lerde yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Veritabanlarının temel sınıflandırmaları.

Bir veritabanıyla çalışırken, DBMS bilgisayar belleğinde konu alanının belirli bir modelini tutar. veri örneği. Veri modeli, DBMS'nin türüne göre belirlenir.

hiyerarşik model... Hiyerarşik olarak organize edilmiş veriler günlük yaşamda çok yaygındır. Örneğin, bir yükseköğretim kurumunun yapısı. Hiyerarşik veri modeli- veritabanının çeşitli seviyelerde nesnelerden (verilerden) oluşan bir ağaç (hiyerarşik) yapı şeklinde sunumu. Üst düzey bir nesne tarafından işgal edilir, ikinci - ikinci düzeydeki nesneler, vb. Nesneler arasında bağlantılar vardır, her nesne daha düşük düzeyde birkaç nesne içerebilir. Bu tür nesneler, bir ata (köke daha yakın bir nesne) ile bir çocuk (daha düşük seviyeli bir nesne) ilişkisi içindedir, oysa bir ata nesnenin hiç veya birkaç torunu olduğunda mümkündür, ancak bir alt nesnenin yalnızca bir tane olması gerekir. Ata. Ortak bir ataya sahip olan nesnelere ikiz denir. Bu modelin en büyük dezavantajı, tasarım sırasında veritabanı temelinde oluşturulan hiyerarşiyi kullanma ihtiyacıdır. Verilerin sürekli olarak yeniden düzenlenmesi ihtiyacı, daha genel bir modelin - ağ - yaratılmasına yol açmıştır.

Ağ modeli. Verileri organize etmeye yönelik ağ tabanlı yaklaşım, hiyerarşik yaklaşımın bir uzantısıdır. Temel kavramlara ağ modeli veritabanışunları içerir: seviye, eleman (düğüm), bağlantı. Düğüm, bir nesneyi tanımlayan veri öznitelikleri topluluğudur. Hiyerarşik bir ağacın diyagramında düğümler, bir grafiğin köşeleri ile temsil edilir. Bir ağ yapısında, her eleman diğer herhangi bir elemana bağlanabilir. Ağ veritabanları, ilgili bilgileri birbirine bağlayan her iki yönde de işaretçiler olması dışında, hiyerarşik veritabanlarına benzer. Bu model, hiyerarşik modelle ilgili bazı sorunları çözse de, basit sorguları yürütmek karmaşık kalır. Ayrıca, veri alma prosedürünün mantığı bu verilerin fiziksel organizasyonuna bağlı olduğundan, bu model uygulamadan tamamen bağımsız değildir. Başka bir deyişle, veri yapısını değiştirmek gerekiyorsa, uygulamanın da değişmesi gerekir.

(Bu model hiyerarşik olandan farklıdır, çünkü oluşturulan her öğenin birden fazla zarar veren öğesi olabilir. Yani ağ yapısında her öğe başka herhangi bir öğeye bağlanabilir).

ilişkisel model. İlişkisel veritabanı- ilişkisel veri modeline dayalı bir veritabanı. Codd tarafından 1969-70 yıllarında matematiksel ilişkiler teorisi temelinde geliştirilmiştir ve bir kavramlar sistemine dayanmaktadır. tablo , davranış , alan , kayıt ... Bu model en çok tanınanı aldı. "İlişkisel" kelimesi, ilişki anlamına gelen İngilizce "ilişki" kelimesinden gelir. İlişkiler uygun şekilde tablolar şeklinde sunulur. Onlar. tablo kelimesi genellikle "ilişki" teriminin gayri resmi eşanlamlısı olarak kullanılır. Unutulmamalıdır ki “masa” gevşek ve resmi olmayan bir kavramdır ve genellikle soyut bir kavram olarak “ilişki” değil, ilişkinin kağıt üzerinde veya ekranda görsel bir temsili anlamına gelir. "İlişki" terimi yerine "tablo" teriminin yanlış ve gevşek kullanımı çoğu zaman yanlış anlamalara yol açar. En yaygın hata, RMD'nin "düz" veya "iki boyutlu" tablolarla ilgilendiğini düşünmektir, ancak bunlar yalnızca tabloların görsel temsilleri olabilir. İlişkiler soyutlamalardır ve ne "düz" ne de "düz olmayan" olabilir.

İlişkisel bir veritabanı, tüm verilerin kullanıcıya tablolar şeklinde sunulduğu ve veritabanındaki tüm işlemlerin tabloları manipüle etmeye indirgendiği bir veritabanıdır.

Alan(sütun) - bir nesnenin özniteliğini yansıtan bir veri öğesi (örneğin, nesne bir öğrenciyse, öznitelikleri tam ad, adres, telefon numarası vb. olacaktır). Sahip olmak alanlar veritabanları var seçenekler Kaydedilen verilerin türünü, görüntülenme şeklini ve bunlar üzerinde gerçekleştirilen işlemler kümesini belirleyen. Alanın önemli parametrelerinden biri, veri tipi.

Nesne ve nesne yönelimli. Nesne yönelimli veritabanı- harici olaylar tarafından kontrol edilen uygulama programları dahil, verilerin nesne modelleri biçiminde biçimlendirildiği bir veritabanı. Veritabanlarının yetenekleri (özellikleri) ile nesne yönelimli programlama dillerinin yeteneklerini birleştirmenin sonucu, Nesne yönelimli veritabanı yönetim sistemleridir (OODBMS). OODBMS, veritabanı nesneleri ile OOLP programlamadaki nesnelerle aynı şekilde çalışmanıza izin verir. OODBMS, kalıcı verileri, eşzamanlılık kontrolünü, veri kurtarmayı, ilgili sorguları ve daha fazlasını şeffaf bir şekilde sunarak programlama dillerini genişletir. Nesneye yönelik veritabanları, genellikle karmaşık bir yapıya sahip verilerin yüksek performanslı işlenmesinin gerekli olduğu durumlar için önerilir.

nesne-ilişkisel- nesne yönelimli bir yaklaşım uygulayan bazı teknolojileri destekleyen ilişkisel bir VTYS (RDBMS).

ders 5

Bilgi sistemleri veritabanları

Veri tabanı. DBMS'nin sınıflandırılması ve özellikleri.

Temel veritabanı modelleri.

Ekonomik sistemlerde veritabanları

Veri tabanı aşağıdakilerle karakterize edilen birbiriyle ilişkili bir veri seti olarak tanımlanır: çok sayıda uygulama için kullanma yeteneği; gerekli bilgileri hızlı bir şekilde alma ve değiştirme yeteneği; minimum bilgi fazlalığı; uygulama programlarından bağımsızlık; genel yönetilen arama yöntemi.

VTYS Veritabanında depolanan verilerin merkezi yönetiminin yanı sıra bunlara erişimin, güncel bir modda desteklenmesinin yardımıyla bir programdır.

DBMS'nin görevleri şunlardır:

Bilgilerin yapılandırılmış bir şekilde saklanması;

Bilgileri gerektiği gibi güncellemek;

Belirli kriterlere göre gerekli bilgileri arayın;

Kullanıcıya kendisi için uygun bir biçimde bilgi verilmesi;

Veri fazlalığının ortadan kaldırılması;

Veritabanı dilleri desteği.

Veritabanlarıyla çalışmak için genellikle veritabanı dilleri olarak adlandırılan özel diller kullanılır. Modern DBMS'ler genellikle, bir veritabanıyla çalışmak için, oluşturulmasından başlayarak ve veritabanlarıyla temel bir kullanıcı arabirimi sağlamak için gerekli tüm araçları içeren tek bir entegre dil sağlar.

Veritabanlarıyla çalışma teknolojisinde şunlar vardır:

Merkezileştirilmiş DBMS;

Dağıtılmış DBMS.

Merkezileştirilmiş VTYS- bir bilgisayar sisteminin belleğinde saklanan bir veritabanı yönetim sistemi.

Ağ erişimi olan merkezi veritabanı sistemleri şunları içerir: iki ana mimari:

¾ dosya sunucusu mimarisi ağdaki makinelerden birinin, paylaşılan merkezi veritabanının depolandığı merkezi olan (ana dosya sunucusu) olarak atanmasını içerir. Ağdaki diğer tüm makineler iş istasyonları gibi davranır. Veritabanı dosyaları, ağırlıklı olarak işlendiği kullanıcı istekleri doğrultusunda iş istasyonlarına aktarılır. Aynı verilere yüksek erişim yoğunluğu ile bilgi sisteminin performansı düşer;

¾ istemci-sunucu mimarisi... Ağa bağlı ve bu mimariyi oluşturan bilgisayarların her biri kendi rolünü oynar: sunucu, sistemin bilgi kaynaklarına sahiptir ve elden çıkarır, istemci bunları kullanma olanağına sahiptir.

Veritabanı sunucusu tüm iş istasyonlarından gelen istekleri paralel olarak işleyen bir DBMS'dir. Kural olarak, istemci ve sunucu coğrafi olarak birbirinden uzaktır ve bu durumda dağıtılmış bir veri işleme sistemi oluştururlar.

V dağıtılmış DBMS yazılım ve donanımın önemli bir kısmı merkezileştirilmiştir ve oldukça güçlü bir bilgisayarda (sunucu) bulunurken, kullanıcıların bilgisayarları istemci olarak adlandırılan VTYS'nin nispeten küçük bir bölümünü taşır.

Dağıtılmış bir veritabanı, bilgisayar ağının farklı bilgisayarlarında depolanan, muhtemelen örtüşen veya hatta kopyalanan birkaç parçadan oluşur. Ancak, dağıtılmış bir veritabanının kullanıcısı, bileşenlerinin ağ düğümlerinde nasıl bulunduğunu bilmek zorunda değildir ve bu veritabanını bir bütün olarak düşünür. Böyle bir veritabanıyla çalışma, dağıtılmış bir veritabanı yönetim sistemi (RDBMS) kullanılarak gerçekleştirilir.

Veritabanında veri güvenliği sağlanır:

¾ uygulama programlarının şifrelenmesi;

¾ veri şifreleme;

¾ şifre ile veri koruması;

¾ veritabanına erişimi kısıtlamak.

Temel veritabanı modelleri

Veritabanı modelleri arasındaki temel fark, nesneler ve veritabanı öznitelikleri arasındaki ilişkinin ve etkileşimin tanımının doğasında yatmaktadır. Nesne bağlantıları aşağıdaki türlerden olabilir:

¾ "bire bir";

¾ "birden çoğa";

¾ "çoktan çoğa".

"Bire bir" bir nesne ile bir öznitelik arasında kurulan bire bir yazışmadır. Bire bir ilişki, tablolar arasında, alt tablodaki her kaydın ana tablodaki yalnızca bir kayda karşılık geldiği bir ilişkiyi tanımlar. Tablolar arasındaki birebir ilişkiler, iki tablonun tamamen aynı alanlara sahip olduğunu gösterdiğinden, genellikle iyi bir veritabanı yapısını göstermez ve bu da disk alanı israfına yol açar.

Bağlantı bire çok veritabanı yapılarında en yaygın olanıdır. Bu tür bir ilişki ile ana tablonun her kaydı, alt tablodaki bir veya daha fazla kayda karşılık gelir. Bire çok ilişkilerin yapısı, veri fazlalığını ve yinelenen kayıtları önler.

Bağlantı türü çoktan çoğa bir tablodaki birçok kaydın başka bir tablodaki birçok kayıtla ilişkili olabileceği tablolar arasındaki ilişkiyi ifade eder.

hiyerarşik model veritabanları (IDD) bir grafik yöntemine dayanır ve her tepe noktasının daha yüksek bir tepe noktası ile yalnızca bir bağlantısı olduğu "ağacın" dallarından biri boyunca veri araması sağlar. Bir arama yapmak için, kök öğeden başlayarak verilere giden tam yolu belirtmelisiniz.

Pirinç. 1 - Hiyerarşik veritabanı modeli

ağ modeli veritabanları (DB) de grafiksel bir yönteme dayanır, ancak tepe noktasına dahil edilen bağlantıların sayısını sınırlamadan "ağaç"ın karmaşıklığına izin verir. Bu, karmaşık arama yapıları oluşturmanıza olanak tanır.

Pirinç. 2 - Ağa bağlı veritabanı modeli

ilişkisel model veritabanları (RMD) bir tablo yöntemi uygular.

İlişkisel veritabanı modelinde, veri öğeleri arasındaki ilişkiler, iki boyutlu tablolar olarak temsil edilir. ilişkiler.

İlişkiler aşağıdakilere sahiptir özellikler:

¾ tablonun her öğesi bir veri öğesidir (yinelenen grup yoktur);

¾ sütunun öğeleri aynı niteliktedir ve sütunlar benzersiz olarak adlandırılır;

¾ tabloda iki özdeş satır yoktur;

¾ satır ve sütunlar, bilgi içeriklerinden bağımsız olarak herhangi bir sırada görüntülenebilir.

İlişkisel veritabanı modeli, verilerin üç yönü ile ilgilenir: veri yapısı, veri bütünlüğü ve veri işleme. Altında yapı altında veri tabanındaki verilerin mantıksal organizasyonu anlamına gelir. veri bütünlüğü veri tabanında saklanan bilgilerin yanılmazlığını ve doğruluğunu anlamak, veri işleme- veritabanındaki veriler üzerinde gerçekleştirilen eylemler.

İlişkisel modelin faydaları:

¾ inşaat kolaylığı;

¾ anlayışın mevcudiyeti;

¾ veri tabanını, yapım yöntemleri ve yöntemleri hakkında bilgi sahibi olmadan çalıştırma yeteneği;

¾ veri bağımsızlığı;

¾ yapının esnekliği vb.

İlişkisel modelin dezavantajları:

¾ hiyerarşik ve ağ modeline kıyasla düşük performans;

¾ yazılımın karmaşıklığı;

¾ elemanların fazlalığı.

Son yıllarda, giderek daha fazla tanınma ve gelişme nesne veritabanları(OBD), ortaya çıkışı nesne yönelimli programlamanın geliştirilmesinden kaynaklanmaktadır.

Bir bilgisayarda belirli bir sorunu çözmek için ilgi çekici olan hemen hemen her şeye nesne denir. Bu, bir ekran penceresi, bir penceredeki bir düğme, bir veri giriş alanı, bir program kullanıcısı, programın kendisi vb. olabilir. Ardından, herhangi bir eylem böyle bir nesneye eklenebilir ve belirli eylemler gerçekleştirildiğinde (örneğin, bir düğmeye "basıldığında") nesneye ne olacağını açıklayabilir. Yeniden kullanılabilir bir nesne kaydedilebilir ve çeşitli programlarda kullanılabilir.

Nesne programlı olarak ilişkili bir dizi yöntem (işlev) ve bir işlevsel görevi gerçekleştiren özellikler olarak adlandırılır.

Mülk bir nesnenin görünümünü ve işleyişini tanımlayan bir özelliktir.

Etkinlik bir nesneyle ilişkili bir eylemdir. Olay, kullanıcı (fare tıklaması), bir uygulama programı veya işletim sistemi tarafından tetiklenebilir.

Yöntem bir olaya yanıt olarak bir nesnenin çalışmasını kontrol eden bir işlev veya prosedürdür.

Nesneler hem görsel olabilir, yani. ekranda görülebilen (pencere, simge, metin vb.) ve görsel olmayan (örneğin, işlevsel bir sorunu çözmek için bir program).