4. Деректер үлгілерінің классификациясы. Үлгілердің сипаттамасы.
Үлгі – бұл деректер құрылымынан тұратын және оларды өңдеу операциялары. Ол кестелер өрістерінен кұрылады да, өзгерту тәртібінде деректерді қарап шығу мүмкіндігін береді. Деректердің тармақтық үлгісі қатаң тәртіппен байланысқан элементтерден тұрады. Тармақтық үлгінің негізгі түсініктеріне деңгей (уровень), элемент (түйін-узел), байланыс (связь) жатады.
Түйін — бұл қандай да бір объектіні сипаттайтын деректер атрибуттарының жиыны. Иерархиялық үлгінің схемасында түйіндер графтардың жоғарғы нүктесі ретінде көрсетіледі. Желілік үлгіде әр элемент басқа кез келген элементпен байланыса алады.
Қасиеттері:
Әр түйін бір ғана түйінмен байланысады, жоғарғы түйінді ескермегенде;
Бір ғана төбеден тұрады, басқаларға бағынбайды;
Әр түйіннен төбеге бір ғана жол бар;
Деңгейлері қатар емес түйіндерде байланыс орнамайды;
Алғашқы деңгейдің байланысы анықталмайды.
Артықшылығы: қарапайым, жадының аз көлемін алуы.
Кемшілігі: кез келген ақпаратты енгізе алмау, деректерге қатаң навигациялық ену, деректерге тек негізгі элемент арқылы ену.
Желілік деректер қоры иерархиялық үлгі сияқты, онда тек туысқан деректерге байланыстыратын екі бағытқа да бағыттауыштар болады. Желілік үлгі иерархиялық сияқты, топтық қатынастың иесі және мүшелері бола алатын жазбалардың жиынынан тұрады. Мүшелер және иесінің жазбаларының арасындағы байланыс 1:N түрінде болады. Бұл модельдердің басты айырмашылығы, желілік модельде жазба бірден көбірек топтық қатынастың мүшесі бола алады. Кемшілігі: қиындығы, навигациялық жолмен ғана ену.
Деректердің қатынастық үлгісі. Үлгіде деректердің негізгі құрылымы қатынас болғандықтан, үлгі қатынастық (ағылш. relation — қатынас) д. ат. деректерді кесте түрінде көрсетудің жолы. Артықшылығы: қарапайымдылығы, теориялық мәнділігі, кестедегі деректерді нормалаудың қатаң әдістері бар, деректердің тәуелсіздігі; ДҚ құрылымын өзгерткенде тек қолданбалы программаны минималды өзгерту. Кемшілігі: төмен жылдамдық; байланыстыру операцияларын қажет етеді; жадыдан көп орын алуы. Анықтама. Қатынасқа кіретін доменді атрибут деп атайды. Қатынастың жолдарын кортеждер деп атайды. Қатынастағы атрибуттар саны оның дәрежесі немесе рангісі деп аталады. Инвертірленген тізімнің жүйесі бұл индекстер жүйесі. Желілік үлгінің бір түрі болып табылады. Екі деңгейден тұрады. Элементтері: негізгі файл, инвертірленген тізім (файл), байланыстар тізімі.
5. Қатынастарды нормалау. I, II, III, IV нормалау формалары. Нормалау шарттары.
Қатынастық деректер қорының жобасы дегеніміз – барлық атрибуттары, қатынастардағы бастапқы кілттер және де қордағы деректер бүтіндігін сақтау принциптерін қолдайтын кейбір қосымша қасиеттері анықталған өзара байланысқан қатынастарды топтамасы. Неліктен өзара байланысқан қатынастар дегенге келетін болсақ, сұраныстардың орындалуы барысында біз қатынастарды біріктіреміз, сондықтан да бірдей мәндер барлық кестелерде(қатынастарда) бірдей белгіленуі тиіс.
Қатынастық деректер қорында келесі нормальды формаларды қарастырамыз:
1) бірінші нормальды форма (1NF); Егер әрбір баған мен әрбір жолдың қиылысуында тек атрибуттардың элементарлы мәндері орналасқан болса, қатынас сонда ғана бірінші нормаланған формада болады.
2) екінші нормальды форма (2NF); Егер қатынас бірінші нормаланған формада болса және құрамына алғашқы кілттің атрибуттарынан толық емес функционалдық тәуелділікте болмайтын алғашқы кілт емес атрибуттар кірмесе онда ол екінші нормаланған формада болады.
3) үшінші нормальды форма (3NF); Егер қатынас екінші нормаланған формада болса және атрибуттар арасында транзитивтік тәуелділік болмаса онда ол қатынас үшінші нормаланған формада деп аталады.
4) Бойс— Коддтың нормальды формасы (BCNF); Егер қатынас үшінші нормаланған формада болса және қатынастың әрбір детерминанты қатынастың мүмкін кілті болатын болса, онда ол қатынас Бойс—Коддтың нормаланған формасында.
4) төртінші нормальды форма (4NF); Егер көпмәнді функционалды А -» В тәуелділігі болса және R қатынасының басқа атрибуттары Адан функционалды тәуелді болса, онда R қатынасы төртінші нормаланған формада (4NF).
5) бесінші нормальды форма, немесе проекция-біріктіру формасы (5NF немесе PJNF).
Егер В атрибуттар тобы А-дан функционалды тәуелді болса, бірақ А-ның кез келген бағыныңқы жиынынан тәуелсіз болса, онда R.A -> R.B функционалдық тәуелділігі толық деп аталады, яғни R.A -> R.B толық деп аталады, егер: кез келген А-дан алынған А1 үшін => R.A -/-> R.B:
A-ның бағыныңқы жиыны болып табылатын кез келген А1 үшін R.B R.A-дан
функционалды тәуелсіз, кері жағдайда R.A -> R.B тәуелділігі толық емес деп аталады.
R.A -> R.B функционалдық тәуелділігі транзитивті деп аталады, егер келесі
шарттарды қанағаттандыратын С атрибуттар тобы бар болатын болса:
1. С атрибуттар тобы А –ның бағыныңқы жиыны емес.
2. С атрибуттар тобына В кірмейді.
3. R.A -> R.C функционалдық тәуелді.
4. R.C -> R.A арасында функционалдық тәуелділік жоқ.
5. R.C -> R.B функционалдық тәуелдіі.
Нормальды формалардың негізгі қасиеттері:
-Әрбір келесі нормальды форма алдыңғысының қасиеттерін жақсарту нәтижесінде алынады;
-Келесі нормальды формаға өту барысында алдыңғы нормальды формалардың қасиеттері сақталады.
-Декомпозициялау барысында кері қайту проблемасы туады, яғни бастапқы схемаға оралу.
-Декомпозиция бір схеманы келесісімен ауыстырған кезде МҚ-ның схемаларының эквиваленттілігін сақтауы керек.
МҚ-ның схемсы эквивалентті деп аталады, егер бастапқы МҚ-ның мазмұны соңғы нәтижедегі деректер қорының схемасына кіретін қатынастардың табиғи бірігуінен алынатын болса және бұл процесс бастапқы МҚ-да жаңа кортеждерді қоспаса.