Mavzu : Relyatsion ma’lumot modeli. Ma’lumotlar bazasida munosabatlar. Tranzaksiyalarni boshqarish

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI QARSHI FILIALI

KOMPYUTER INJINIRING FAKULTETI

KI-14-20  guruh talabasining
5-MUSTAQIL ISH

Mavzu : Relyatsion ma’lumot modeli. Ma’lumotlar bazasida munosabatlar. Tranzaksiyalarni boshqarish. 

Bajardi:Eshboyev Xumoyun Xushvaqt og’li

REJA

DBMSdagi relyatsion model

DBMSdagi relyatsion model va uning yondoshuvi
Yo'q qilish anomaliyalari

DBMSdagi relyatsion model

Kirish
DBMSdagi relyatsion model ma'lumotlar bazasida saqlanadigan ma'lumotlarni tartibga solish va boshqarish uchun ishlatiladigan mavhum modeldir. U ma'lumotlarni ikki o'lchovli o'zaro bog'liq jadvallarda saqlaydi, shuningdek, har bir satr ob'ektni va har bir ustun ob'ekt xususiyatlarini ifodalovchi munosabatlar sifatida ham tanilgan.

Maqola doirasi

Ushbu maqolada DBMSdagi relyatsion model va uning yondoshuvi hamda uning afzalliklari va kamchiliklari haqida umumiy ma'lumot berilgan.
Maqola relyatsion modelning nazariy qismini qamrab oladi va relyatsion ma'lumotlar bazalari qanday amalga oshirilishini tasvirlamaydi.
Xom ma'lumotlardan qimmatli tushunchalarni olish va bilimga ega bo'lish samarali tashkil etish va ma'lumotlarni saqlash usullarini talab qiladi. Ilgari bunga tadqiqotchilarning ehtiyojlariga ko'ra noyob ma'lumotlar tuzilmalarini joriy etish orqali erishilgan. Ushbu ma'lumotlar tuzilmalari samarasiz va ularni saqlash qiyin edi. Bu standartlashtirish muammosiga olib keldi, ya'ni ma'lumotlarni tartibga solish va saqlash uchun standartlashtirilgan yondashuvga ehtiyoj bor edi. Buni Edgar F. Codd 1969 yilda ma'lumotlar bazasini boshqarishning relyatsion modelini joriy etish bilan hal qildi.

Ushbu maqolada biz ma'lumotlar bazasini boshqarishning relyatsion modeli, uning ahamiyati va kundalik hayotimizdagi turli xil ilovalarini o'rganamiz.

Relyatsion model nima?
Ma'lumotlar bazasini boshqarish uchun relyatsion model - bu ma'lumotlar bazasida saqlangan ma'lumotlarni mantiqiy ko'rsatish va boshqarish uchun yondashuv. Ushbu modelda ma'lumotlar ikki o'lchovli o'zaro bog'liq jadvallar to'plamiga tuzilgan bo'lib, ular munosabatlar deb ham ataladi. Har bir munosabat ustunlar va satrlar to'plamidir, bu erda ustun ob'ekt atributlarini va satrlar (yoki kortejlar) yozuvlarni ifodalaydi.

Ma'lumotlarni saqlash uchun jadvallardan foydalanish tuzilgan ma'lumotlarni saqlash va ularga kirishning sodda, samarali va moslashuvchan usulini ta'minladi. Ushbu soddaligi tufayli ushbu ma'lumotlar modeli ma'lumotlarni oson tartiblash va ma'lumotlarga kirishni ta'minlaydi. Shunday qilib, u butun dunyoda ma'lumotlarni saqlash va qayta ishlash uchun keng qo'llaniladi.

Relyatsion modelni tushunish uchun stsenariyni ko'rib chiqaylik:

Muayyan sinf o'quvchilarining nomi, erishilgan CGPA va ro'yxat raqamini saqlamoqchi bo'lgan holatni ko'rib chiqing. Ushbu tuzilgan ma'lumotlar quyida tavsiflangan jadvalda osongina saqlanishi mumkin:

Yuqoridagi munosabatdan ko'rishimiz mumkin:

Munosabatning har qanday berilgan qatori talabani bildiradi, ya'ni jadval qatori real dunyo ob'ektini tasvirlaydi.

Jadvalning ustunlari ob'ektga tegishli atributlarni ko'rsatadi. Bunday holda, ro'yxat raqami, CGPA va talabaning ismi.
Izoh: Relyatsion model nuqtai nazaridan amalga oshirilgan va tashkil etilgan ma'lumotlar bazasi relyatsion ma'lumotlar bazasini boshqarish tizimi (RDBMS) deb nomlanadi. Demak, relyatsion model relyatsion ma'lumotlar bazalarida ma'lumotlar qanday saqlanishini tavsiflaydi.
Relyatsion model ma'lumotlarni jadvallarda (aloqalar) saqlaydi.
Bu ma'lumotlarni saralash va ma'lumotlarga kirishni osonlashtiradi.
Ma'lumotlar bazalarida ma'lumotlarni tartibga solishning standart usulini taqdim etadi.
Relyatsion model tushunchalari
Yuqorida aytib o'tilganidek, relyatsion ma'lumotlar bazasi relyatsion modelga asoslanadi. Ushbu ma'lumotlar bazasi relyatsion modelga asoslangan turli komponentlardan iborat. Bularga quyidagilar kiradi:
Aloqa: ikki o'lchovli jadval ma'lumotlar elementlari to'plamini saqlash uchun ishlatiladi.
Tuple: Haqiqiy dunyo ob'ektini tasvirlaydigan munosabatlar qatori.
Atribut/maydon: munosabatni belgilaydigan xususiyatlarni ko'rsatadigan munosabat ustuni.
Atribut domeni: Atribut olishi mumkin bo'lgan oldindan belgilangan atom qiymatlari to'plami, ya'ni atribut olishi mumkin bo'lgan qonuniy qiymatlarni tavsiflaydi.
Daraja: bu munosabatda mavjud atributlarning umumiy soni.
Kardinallik: Bu munosabatda ishtirok etuvchi ob'ektlar sonini belgilaydi, ya'ni bu munosabatda mavjud qatorlarning umumiy soni.
Aloqaviy sxema: Bu munosabatlarning mantiqiy rejasi, ya'ni u aloqaning dizayni va tuzilishini tavsiflaydi. Unda jadval nomi, uning atributlari va ularning turlari mavjud:
TABLE_NAME(ATTRIBUTE_1 TYPE_1, ATTRIBUTE_2 TYPE_2, ...)
Talaba munosabatlari misolimiz uchun relyatsion sxema quyidagicha bo'ladi:
TALAB (ROLL_NUMBER INTEGER, NAME VARCHAR(20), CGPA FLOAT)
Relational Instance: Bu ma'lum bir vaqtda munosabatda mavjud bo'lgan yozuvlar to'plami.
Aloqa kaliti: Bu atribut yoki atributlar guruhi bo'lib, jadvaldagi ob'ektni yagona aniqlash yoki ikkita jadval o'rtasidagi munosabatni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Aloqa kalitlari 6 xil turdagi bo'lishi mumkin:
Nomzod kaliti
Super kalit
Kompozit kalit
Asosiy kalit
Muqobil kalit
Xorijiy kalit
Diqqatga sazovor joylar:
Aloqa - bu qatorlar (kortejlar) va ustunlar (atributlar) to'plami.
Munosabatlarda kortejlar real dunyoni tasvirlaydi, atributlar esa munosabatni belgilaydigan xususiyatlardir.
Munosabatning tuzilishi relyatsion sxema bilan tavsiflanadi.
Relyatsion kalitlar jadvaldagi satrni yagona aniqlash yoki ikkita jadval orasidagi munosabatni aniqlash uchun ishlatiladi. Relyatsion modeldagi cheklovlar
Relyatsion modellar ma'lumotlarning aniqligi va mavjudligini ta'minlash uchun ba'zi qoidalardan foydalanadi. Ushbu qoidalar yoki cheklovlar munosabatlarning yaxlitligi cheklovlari deb nomlanadi. Ushbu cheklovlar relyatsion ma'lumotlar bazasida mavjud bo'lgan ma'lumotlarni kiritish, o'chirish yoki yangilash kabi har qanday operatsiyani bajarishdan oldin tekshiriladi. Ushbu cheklovlarga quyidagilar kiradi:
Domen cheklovi: Har bir atribut ma'lum qiymatlar oralig'ida joylashgan qiymatga ega bo'lishi kerakligini bildiradi. U Atribut domeni kontseptsiyasi yordamida amalga oshiriladi.
Kalit cheklov: Har bir munosabatda ushbu munosabatdagi kortejni noyob tarzda aniqlay oladigan atribut yoki atributlar to'plami (Birlamchi kalit) bo'lishi kerakligini bildiradi. Bu kalit hech qachon NULL bo'la olmaydi yoki ikki xil kortej uchun bir xil qiymatni o'z ichiga olmaydi.
Yo'naltiruvchi yaxlitlik cheklovi: U o'zaro bog'liq bo'lgan ikkita jadval o'rtasida aniqlanadi. Unda aytilishicha, agar berilgan munosabat boshqa yoki bir xil jadvalning kalit atributiga tegishli bo'lsa, u holda bu kalit berilgan munosabatda mavjud bo'lishi kerak.
Diqqatga sazovor joylar:
Ma'lumotlarning aniqligi va foydalanish imkoniyatini ta'minlash uchun munosabatlarning yaxlitligi cheklovlari amalga oshiriladi.
U domen, kalit va havola yaxlitligi cheklovlarini o'z ichiga oladi.
Relyatsion modeldagi anomaliyalar Relyatsion ma'lumotlar bazalari bilan ishlashda har qanday kutilmagan xatti-harakatlarni sezganimizda, ma'lumotlar bazasida saqlangan ma'lumotlarda haddan tashqari ortiqcha bo'lishi mumkin. Bu DBMSda anomaliyalarga olib kelishi mumkin va u turli xil bo'lishi mumkin, masalan:

Qo'shish anomaliyalari: Bu boshqa ma'lumotlar yo'qligi sababli ma'lumotlar bazasiga ma'lumotlarni kiritish mumkin emasligi. Misol uchun: Faraz qilaylik, biz butun sinfni loyiha uchun guruhlarga ajratyapmiz va GroupNumber atributi null qiymatlarga ruxsat berilmasligi uchun aniqlangan. Agar sinfga yangi talaba qabul qilinsa, lekin darhol guruhga tayinlanmasa, bu talabani ma'lumotlar bazasiga kiritib bo'lmaydi.

Yo'q qilish anomaliyalari - bu har qanday boshqa ma'lumotlar elementi o'chirilganda ma'lumotlar bazasidagi ma'lumotlarning tasodifiy yo'qolishi. Misol uchun: Faraz qilaylik, bizda xodim va ular ishlayotgan bo'lim haqida ma'lumotlar mavjud bo'lgan xodimlar bilan bog'liq munosabatlar mavjud. Endi, agar bo'limda bitta xodim ishlayotgan bo'lsa va biz ushbu xodimning ma'lumotlarini jadvaldan olib tashlasak, u erda bo'limga tegishli ma'lumotlarning yo'qolishi ham bo'ladi. Bu ma'lumotlarning nomuvofiqligiga olib kelishi mumkin.
O'zgartirish/yangilash anomaliyalari - bu ma'lumotlar bazasidagi ma'lumotlarning ortiqcha va qisman yangilanishi natijasida kelib chiqadigan ma'lumotlarning nomuvofiqligi. Masalan: Aytaylik, ma'lumotlar bazasiga ma'lumotlarni yangilashda takroriy yozuvlar kiritildi. Endi, agar foydalanuvchi yangilangandan keyin ma'lumotlar ortiqcha saqlanganligini tushunmasa, ma'lumotlar bazasida ma'lumotlarning nomuvofiqligi paydo bo'ladi.
Bu anomaliyalarning barchasi foydalanuvchi uchun kutilmagan xatti-harakatlar va noqulayliklarga olib kelishi mumkin. Ushbu anomaliyalarni normalizatsiya deb nomlanuvchi jarayon yordamida olib tashlash mumkin.
Diqqatga sazovor joylar:

Relyatsion ma'lumotlar bazasidagi har qanday kutilmagan xatti-harakatlar anomaliya tufayli yuzaga kelishi mumkin.

Anomaliya asosan ma'lumotlar bazasida ma'lumotlarning ortiqcha mavjudligi tufayli yuzaga keladi.
Anomaliyalar 3 xil bo'ladi, ya'ni qo'shish, yangilash va o'chirish anomaliyalari.
DBMSdagi Codd qoidalari Relational modelning yaratuvchisi Edgar F. Codd Codd qoidalari deb nomlanuvchi 13 ta qoidani taklif qildi, unda quyidagilar aytiladi:
Ma'lumotlar bazasini mukammal relyatsion ma'lumotlar bazasi deb hisoblash uchun u quyidagi qoidalarga amal qilishi kerak:
Asosiy qoida - ma'lumotlar bazasi ma'lumotlarni relyatsion shaklda boshqarish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak.
Axborot qoidasi - ma'lumotlar bazasida saqlangan barcha ma'lumotlar ba'zi jadval kataklarining qiymati sifatida mavjud bo'lishi kerak.
Kafolatlangan kirish qoidasi - har bir noyob ma'lumotlar elementiga faqat jadval nomi, asosiy kalit qiymati va ustun nomi kombinatsiyasi orqali kirish mumkin bo'lishi kerak.
NULL qiymatlarini tizimli davolash - ma'lumotlar bazasi NULL qiymatlarini qo'llab-quvvatlashi kerak.
Faol onlayn katalog - ma'lumotlar bazasi tashkiloti vakolatli foydalanuvchilar tomonidan so'raladigan onlayn katalogda mavjud bo'lishi kerak.
Keng qamrovli ma'lumotlar quyi tili qoidasi - Ma'lumotlar bazasi kamida bitta tilni qo'llab-quvvatlashi kerak: ma'lumotlarni aniqlash, ko'rinishni aniqlash, ma'lumotlarni manipulyatsiya qilish, yaxlitlik cheklovlari, avtorizatsiya va tranzaksiya chegaralari.
Ko'rishni yangilash qoidasi - Barcha ko'rinishlar tizim tomonidan nazariy va amaliy jihatdan yangilanishi kerak.
Relational Level Operation Rule - Ma'lumotlar bazasi yuqori darajadagi kiritish, yangilash va o'chirish operatsiyalarini qo'llab-quvvatlashi kerak.
Jismoniy ma'lumotlardan mustaqillik qoidasi - Ma'lumotlar bazasida saqlangan ma'lumotlar unga kira oladigan ilovalardan mustaqil bo'lishi kerak, ya'ni ma'lumotlar bazasida saqlangan ma'lumotlar boshqa ma'lumotlarga yoki dasturga bog'liq bo'lmasligi kerak.
Ma'lumotlarning mantiqiy mustaqilligi qoidasi - ma'lumotlarning mantiqiy ko'rinishidagi har qanday o'zgarishlar (jadvallar tuzilishi) foydalanuvchi ko'rinishiga ta'sir qilmasligi kerak.
Butunlikdan mustaqillik - ma'lumotlar bazasi darajasida yaxlitlik cheklovlarini o'zgartirish dastur darajasidagi hech qanday o'zgarishlarni aks ettirmasligi kerak.
Tarqatish mustaqilligi - ma'lumotlar bir nechta joyda saqlangan yoki bir nechta oxirgi foydalanuvchilar tomonidan foydalanilgan bo'lsa ham, ma'lumotlar bazasi to'g'ri ishlashi kerak. Buzg'unchilikka yo'l qo'ymaslik qoidasi - ma'lumotlarga past darajadagi kirish darajali relyatsion til yuqori darajadagi relyatsion tilda ifodalangan yaxlitlik qoidalari va cheklovlarini chetlab o‘ta olmasligi kerak.
Diqqatga sazovor joylar:
Codd qoidalari mukammal relyatsion ma'lumotlar bazasi amal qilishi kerak bo'lgan 13 ta cheklovlar to'plamidir.
Codd qoidalari Edgar F. Codd tomonidan ma'lumotlar bazasini standartlashtirish muammosini hal qilish uchun kiritilgan.
Relyatsion modeldan foydalanishning afzalliklari DBMSdagi relyatsion modelning standart sifatida keng qabul qilinishining afzalliklari va sabablari quyidagilardan iborat:
Oddiy va ishlatish uchun qulay - Ma'lumotlarni jadvallarda saqlash boshqa saqlash usullariga qaraganda tushunish va amalga oshirish juda oson.
Boshqarish imkoniyati - Relyatsion ma'lumotlar bazasidagi har bir munosabatning mustaqil tabiati tufayli uni boshqarish va boshqarish oson. Bu ma'lumotlar bazasining ishlashini yaxshilaydi.
So'rovlar qobiliyati - Relyatsion algebrani joriy qilish bilan relyatsion ma'lumotlar bazalari SQL kabi yuqori darajadagi so'rovlar tili orqali ma'lumotlarga oson kirishni ta'minlaydi.
Ma'lumotlar yaxlitligi - relyatsion cheklovlarni kiritish va amalga oshirish bilan relyatsion model ma'lumotlar bazasida ma'lumotlar yaxlitligini saqlab turishi mumkin.
Diqqatga sazovor joylar:

Relyatsion ma'lumotlar bazalaridan foydalanish oson, boshqarish oson, ma'lumotlar yaxlitligini ta'minlaydi va so'rovlar qilish qobiliyatiga ega.

Relyatsion ma'lumotlar bazalarining barcha afzalliklari jadvallar va cheklovlardan foydalanish bilan bog'liq.
Relyatsion modeldan foydalanishning kamchiliklari
Ma'lumotlar bazasida relyatsion modelning asosiy kamchiliklari katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashda yuzaga keladi:

Relyatsion modelning ishlashi ma'lumotlar bazasida mavjud bo'lgan munosabatlar soniga bog'liq.

Demak, jadvallar soni ortib borishi bilan jismoniy xotiraga bo'lgan talab ortadi.
Tuzilish murakkablashadi va so'rovlarga javob berish vaqti qisqaradi.
Bu omillarning barchasi tufayli relyatsion ma'lumotlar bazasini joriy qilish narxi oshadi.
Diqqatga sazovor joylar:

Relyatsion ma'lumotlar bazalari cheklangan miqdordagi munosabatlar uchun juda yaxshi ishlaydi.

Ma'lumotlar miqdorini oshirish relyatsion ma'lumotlar bazalari bilan ishlash va saqlash muammolariga olib kelishi mumkin.
Xulosa
Ma'lumotlar bazasida relyatsion model - bu ma'lumotlar bazasida saqlangan ma'lumotlarni jadvallarda saqlash orqali mantiqiy ko'rsatish va boshqarish uchun yondashuv.
Aloqalar, atributlar va kortejlar, daraja va asosiylik, relyatsion sxema va munosabat namunasi va aloqa kalitlari relyatsion modelning muhim tarkibiy qismlaridir.
Ma'lumotlar yaxlitligini saqlash uchun domen, kalit va havola yaxlitligi kabi cheklovlar relyatsion modelda amalga oshiriladi.
Ma'lumotlarning ortiqcha mavjudligi relyatsion ma'lumotlar bazasiga kiritish, o'chirish va yangilash anomaliyalariga olib kelishi mumkin.
Mukammal relyatsion ma'lumotlar bazasi barcha 13 Codd qoidalariga amal qiladi va amalga oshiradi.
Jadvallar va cheklovlardan foydalanish tufayli relyatsion modellardan foydalanish oson, boshqarish oson, ma'lumotlar yaxlitligini ta'minlaydi va so'rovlarni amalga oshirish qobiliyatiga ega.
Ma'lumotlar miqdorini oshirish relyatsion ma'lumotlar bazalari bilan ishlash va saqlash muammolariga olib kelishi mumkin.