სანამ გავიგებთ ისეთ კონცეფციას, როგორიცაა მონაცემთა მოდელები, შევისწავლით მათ ტიპებს, კლასიფიკაციას და ასევე განვიხილავთ დეტალურ აღწერას, საჭიროა გავიგოთ კომპიუტერული მეცნიერების მნიშვნელობა, რომელიც მოიცავს ამ ცნებებს და ყველა სფეროს., შეისწავლა. ამ სტატიაში განვიხილავთ ამ მეცნიერების ძირითად ტერმინებსა და საყრდენებს, კერძოდ, ვისაუბრებთ მონაცემთა სტრუქტურების ტიპებზე, მათში არსებულ ურთიერთობებზე და ბევრ სხვაზე.
რა არის ინფორმაცია და ინფორმატიკა?
მონაცემთა მოდელის სტრუქტურის შესწავლაზე გადასასვლელად, თქვენ უნდა გესმოდეთ, რა არის ეს მონაცემები და ინფორმაცია პრინციპში.
აბსოლუტურად ადამიანური საზოგადოების არსებობის ნებისმიერ მომენტში, ინფორმაცია ითამაშა უზარმაზარ როლს, ანუ ადამიანის მიერ მიღებული ინფორმაცია ჩვენს გარშემო არსებული უზარმაზარი და მრავალფეროვანი სამყაროდან. მაგალითად, პრიმიტიულმა ადამიანებმაც კი დაგვიტოვეს ინფორმაცია მათი მარტივი ცხოვრების წესისა და ტრადიციების შესახებ კლდეზე ნახატების დახმარებით.
მას შემდეგ ადამიანებმა გააკეთეს მრავალი სამეცნიერო აღმოჩენა, შეაგროვეს ინფორმაცია თავიანთი წინამორბედების შესახებ და დააგროვეს ინფორმაცია ყოველდღიურობიდან.სიახლეები, რითაც იძენს უფრო და უფრო მეტ ინფორმაციას და აძლევს მას ისეთ თვისებებს, როგორიცაა ღირებულება და სანდოობა.
დროთა განმავლობაში ინფორმაციის რაოდენობა იმდენად დიდი და უზარმაზარი გახდა, რომ კაცობრიობამ ვერ შეძლო მისი დამოუკიდებლად შენახვა თავის მეხსიერებაში, ხელით დამუშავება და მასზე რაიმე მოქმედების შესრულება. სწორედ ამიტომ გაჩნდა საჭიროება დღევანდელი ფუნდამენტური მეცნიერების - ინფორმატიკის, რომლის ფარგლები მოიცავს ადამიანთა საქმიანობის სფეროს, რომელიც დაკავშირებულია ინფორმაციის სხვადასხვა ტრანსფორმაციასთან. ინფორმატიკა მოიცავს ჩვენი ცხოვრების თითქმის ყველა სფეროს: მარტივი მათემატიკური გამოთვლებიდან რთულ საინჟინრო და არქიტექტურულ დიზაინამდე, ასევე ანიმაციური და ანიმაციური ფილმების შექმნამდე. ის თავის თავს აყენებს ისეთ ძირითად მიზნებს, როგორიცაა ინფორმაციის ავტომატური დამუშავება, სტრუქტურირება, შენახვა და გადაცემა.
დღევანდელ თემაში კონკრეტულად შევეხებით ინფორმაციის სტრუქტურირებას, კერძოდ, ვისაუბრებთ მონაცემთა მოდელზე. თუმცა მანამდე უნდა დაზუსტდეს კიდევ რამდენიმე პუნქტი, რომელიც პირდაპირ კავშირშია ჩვენი საუბრის თემასთან. კერძოდ: მონაცემთა ბაზები და DBMS.
მონაცემთა ბაზები და DBMS
მონაცემთა ბაზები (DB) არის სტრუქტურირებული ინფორმაციის ტიპი.
ტერმინი ეხება ინფორმაციის გაზიარებულ ერთობლიობას, რომელიც ლოგიკურად არის დაკავშირებული. მონაცემთა ბაზები არის სტრუქტურები, რომლებიც აქტიურად გამოიყენება დინამიურ საიტებზე ინფორმაციის უზარმაზარი მოცულობით. მაგალითად, ეს არის სხვადასხვა ონლაინ მაღაზიების რესურსები, სახსრების პორტალებიმედია ან სხვა კორპორატიული წყაროები.
მონაცემთა ბაზის მართვის სისტემები (DBMS) არის სხვადასხვა პროგრამული უზრუნველყოფის ნაკრები, რომელიც შექმნილია მონაცემთა ბაზების შესაქმნელად, სათანადო ფორმით შესანახად და მათში საჭირო ინფორმაციის სწრაფი ძიების ორგანიზებისთვის. ფართოდ გამოყენებული DBMS-ის მაგალითია Microsoft Access, რომელიც გამოშვებულია Microsoft Office-ის ერთ ხაზზე. ამ DBMS-ის გამორჩეული თვისება ის არის, რომ მასში VBA ენის არსებობის გამო, შესაძლებელია თავად Access-ში აპლიკაციების შექმნა, რომლებიც მუშაობენ მონაცემთა ბაზებზე.
მონაცემთა ბაზების კლასიფიცირება შესაძლებელია რამდენიმე განსხვავებული კრიტერიუმის მიხედვით:
- მოდელის ტიპის მიხედვით (მათზე იქნება განხილული).
- შენახვის ადგილის მიხედვით (მყარი დისკი, ოპერატიული მეხსიერება, ოპტიკური დისკები).
- გამოყენების ტიპის მიხედვით (ადგილობრივი, ანუ ერთ მომხმარებელს აქვს მასზე წვდომა; საშუალო, ანუ მონაცემთა ბაზაში მონაცემების ნახვა შესაძლებელია რამდენიმე ადამიანს; ზოგადად - ასეთი მონაცემთა ბაზები განთავსებულია რამდენიმე სერვერზე და პერსონალურ კომპიუტერზე., ანუ ინფორმაციის ნახვის შესაძლებლობა მათ აქვთ უფლებამოსილი ადამიანების დიდი რაოდენობა).
- ინფორმაციის შინაარსის მიხედვით (სამეცნიერო, ისტორიული, ლექსიკოგრაფიული და სხვა).
- ბაზის სიზუსტის ხარისხით (ცენტრალიზებული და განაწილებული).
- ერთგვაროვნებით (შესაბამისად ჰეტეროგენული და ჰომოგენური).
და ასევე მრავალი სხვა, ნაკლებად მნიშვნელოვანი ფუნქციისთვის.
ასეთი მონაცემთა ბაზის ძირითადი ნაწილია მონაცემთა მოდელები. ისინი წარმოადგენენინფორმაციის სტრუქტურებისა და ოპერაციების ერთობლიობა მისი დამუშავებისთვის, საჭირო ინფორმაციის ძიების ორგანიზების პროცესის გამარტივებისა და დაჩქარების მიზნით.
მონაცემთა სისტემის მოდელები: კლასიფიკაცია
არის მრავალფეროვანი მონაცემთა ბაზები, მაგრამ ისინი ყველა დაფუძნებულია უფრო გავრცელებულ და ფუნდამენტურ მოდელებზე. ინფორმაციის მონაცემთა მოდელების კლასიფიკაცია ასევე იყოფა მრავალ სხვადასხვა ტიპად. აქ არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული კატეგორიები:
- იერარქიული მოდელი;
- ქსელის დიაგრამა;
- რელაციური მოდელი;
- ობიექტზე ორიენტირებული სქემები.
ყველა ამ ტიპის მონაცემთა მოდელი განსხვავდება ერთმანეთისგან მათში ინფორმაციის წარმოდგენისა და შენახვის ბუნებით.
კრიტერიუმი სწორი მოდელის არჩევისთვის
მომხმარებელს შეუძლია შექმნას მონაცემთა ბაზის რომელიმე ზემოთ ჩამოთვლილი ტიპი. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ მონაცემთა მოდელის არჩევანი განსაზღვრავს დამოკიდებულებას ზოგიერთ ფაქტორზე.
ყველაზე მნიშვნელოვანი კრიტერიუმი არის თუ არა კლიენტის მიერ გამოყენებული DBMS მხარდაჭერა კონკრეტულ მოდელზე. DBMS-ების უმეტესობა აგებულია ისე, რომ მომხმარებელს წარუდგინოს გამოსაყენებელი მონაცემთა მოდელი, თუმცა ზოგიერთი მათგანი მხარს უჭერს რამდენიმე სხვადასხვა ანალოგს ერთდროულად. მოდი სათითაოდ გადავხედოთ მათ მახასიათებლებს.
იერარქიული მოდელი
ეს არის მონაცემთა პრეზენტაციის მოდელის ერთ-ერთი ტიპი, რომელიც აწყობს მათ, როგორც ელემენტების კრებულს, რომლებიც განლაგებულია ზოგადიდან კონკრეტულამდე.
სტრუქტურა არის ინვერსიული ხე. ერთ კონკრეტულ ფაილზე წვდომისთვისარის ერთი გზა.
იერარქიული მოდელი უნდა აკმაყოფილებდეს სამ ძირითად პირობას:
- თითოეული ქვედა დონის კვანძი შეიძლება მხოლოდ ერთ უფრო მაღალი დონის კვანძთან იყოს დაკავშირებული.
- არსებობს მხოლოდ ერთი ძირითადი ძირეული კვანძი იერარქიაში, რომელიც არ ექვემდებარება არცერთ სხვა კვანძს და არის ზედა დონეზე.
- არსებობს მხოლოდ ერთი გზა ნებისმიერი კვანძისკენ იერარქიაში ძირეული კვანძიდან.
ურთიერთობის ტიპი არის ერთი-მრავალზე.
ქსელის მოდელი
ის უმეტესწილად ეყრდნობა იერარქიულს, რომელსაც საკმაოდ ბევრი საერთო აქვს მასთან. ამ ორს შორის მთავარი განსხვავებაა ბმულის ტიპი, რომელიც გულისხმობს ურთიერთობას ბევრი-მრავალზე, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბმულები შეიძლება არსებობდეს სხვადასხვა კვანძებს შორის.
ქსელური მოდელის უპირატესობა ის არის, რომ ის მოიხმარს ნაკლებ კომპიუტერის რესურსებს მეხსიერების და სიჩქარის თვალსაზრისით, ვიდრე სხვა მოდელები.
ამ სქემის მინუსი არის ის, რომ თუ თქვენ გჭირდებათ შენახული მონაცემების სტრუქტურის შეცვლა, თქვენ მოგიწევთ შეცვალოთ ყველა აპლიკაცია, რომელიც მუშაობს ამ ქსელის მოდელის საფუძველზე, რადგან ასეთი სტრუქტურა არ არის დამოუკიდებელი.
რელაციური მოდელი
დღეს ყველაზე გავრცელებულია. ობიექტები და მათ შორის ურთიერთობები მონაცემთა ამ მოდელში წარმოდგენილია ცხრილებით და მათში არსებული ურთიერთობები განიხილება როგორც ობიექტები. ასეთ ცხრილის სვეტებს ეწოდება ველები, ხოლო მწკრივებს - ჩანაწერები. თითოეული ურთიერთობითი მოდელის ცხრილი უნდა აკმაყოფილებდესშემდეგი თვისებები:
- მისი აბსოლუტურად ყველა სვეტი ერთგვაროვანია, ანუ ერთ სვეტში მდებარე ყველა ელემენტს უნდა ჰქონდეს ერთი და იგივე ტიპი და მაქსიმალური დასაშვები ზომა.
- თითოეულ სვეტს აქვს თავისი უნიკალური სახელი.
- ცხრილში არ უნდა იყოს იდენტური რიგები.
- მიმდევრობა, რომლითაც გამოჩნდება რიგები და სვეტები ცხრილში, შეიძლება იყოს თვითნებური.
რელაციური მოდელი ასევე ითვალისწინებს ამ ცხრილებს შორის ურთიერთობის ტიპებს, მათ შორის ერთი-ერთ-ერთზე, ერთი-მრავალზე და ბევრი-მრავალზე.
ტაბულური ურთიერთობით მოდელზე აგებული მონაცემთა ბაზები არის მოქნილი, ადაპტირებადი და ძალიან მასშტაბირებადი. თითოეული მონაცემთა ობიექტი იყოფა ყველაზე პატარა და სასარგებლო ფრაგმენტებად.
ობიექტზე ორიენტირებული მოდელი
ობიექტზე ორიენტირებული მონაცემთა კონსტრუქციის მოდელში, მონაცემთა ბაზები განისაზღვრება მრავალჯერადი გამოყენების პროგრამული ელემენტების ნაკრებით შესაბამისი ფუნქციებით. არსებობს რამდენიმე განსხვავებული ობიექტზე ორიენტირებული მონაცემთა ბაზა:
- მულტიმედია მონაცემთა ბაზა.
- ჰიპერტექსტის მონაცემთა ბაზა.
პირველი მოიცავს მედია მონაცემებს. ის შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა სურათებს, რომლებიც, მაგალითად, ვერ შეინახება რელაციურ მოდელში.
ჰიპერტექსტის მონაცემთა ბაზა საშუალებას აძლევს მონაცემთა ბაზის ნებისმიერ ობიექტს დაუკავშირდეს ნებისმიერ სხვა ობიექტს. ეს საკმაოდ მოსახერხებელია კომუნიკაციის ორგანიზებისთვის განსხვავებული მონაცემების ერთობლიობაში, თუმცა, ასეთი მოდელი შორს არის იდეალურისგან ჩატარებისას.რიცხვითი ანალიზები.
შესაძლოა, ობიექტზე ორიენტირებული მოდელი არის ყველაზე პოპულარული და გამოყენებული მოდელი, რადგან ის შეიძლება შეიცავდეს ინფორმაციას ცხრილების სახით, მაგალითად, რელატიური, მაგრამ, მისგან განსხვავებით, არ შემოიფარგლება ცხრილის ჩანაწერებით.
ცოტა მეტი ინფორმაცია
იერარქიული მოდელი პირველად გამოიყენა კომპიუტერულ მეცნიერებაში გასული საუკუნის 60-იან წლებში IBM-ის მიერ, მაგრამ დღეს მისი პოპულარობა შემცირდა დაბალი ეფექტურობის გამო.
ქსელის მონაცემთა მოდელი უკვე პოპულარული იყო 70-იან წლებში, მას შემდეგ რაც იგი ოფიციალურად განისაზღვრა მონაცემთა ბაზის სისტემის ენების კონფერენციაზე.
რელაციური მონაცემთა ბაზები ჩვეულებრივ იწერება სტრუქტურირებული შეკითხვის ენაზე (SQL). ეს მოდელი გამოვიდა 1970 წელს.
დასკვნა
ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია შევაჯამოთ ის საკითხები, რომლებიც დღეს განვიხილეთ შემდეგი მოკლე დასკვნებით:
- მონაცემები პერსონალურ კომპიუტერებზე (PC) შეიძლება შეინახოს სტრუქტურულად სპეციალური მონაცემთა ბაზების სახით.
- ნებისმიერი მონაცემთა ბაზის ბირთვი მისი მოდელია.
- არსებობს მონაცემთა მოდელების ოთხი ძირითადი ტიპი: იერარქიული, ქსელური, რელაციური, ობიექტზე ორიენტირებული.
- იერარქიულ მოდელში სტრუქტურა ჰგავს შებრუნებულ ხეს.
- ქსელის მოდელში არის ბმულები სხვადასხვა კვანძებს შორის.
- რელაციურ მოდელში ობიექტებს შორის ურთიერთობები წარმოდგენილია ცხრილების სახით.
- ობიექტზე ორიენტირებულ მოდელში ელემენტების ურთიერთობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ცხრილებით, მაგრამ არ შემოიფარგლება მათით.
ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, მაგალითად, შეიძლება იყოსტექსტი და სურათები.
