அத்தியாயம் 11 - தரவுதள கருத்துருக்கள் கண்ணோட்டம்

தரவுதள கருத்துருக்கள் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

நவீன கணினி மற்றும் உலகளாவிய தொழில்நுட்ப உலகில் தரவுகளை முறையாகச் சேமிப்பதும், அவற்றை மிகத் திறம்பட நிர்வகிப்பதும் மிகவும் இன்றியமையாத ஒரு செயலாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த அத்தியாயம், பள்ளி மாணவர்கள் தரவு மற்றும் தகவலின் உண்மையான அர்த்தத்தையும் அவற்றின் வேறுபாடுகளையும் ஆழமாகப் புரிந்துகொண்டு, அவற்றை எவ்வாறு ஒரு பாதுகாப்பான மற்றும் கட்டமைக்கப்பட்ட தரவுதளத்தில் ஒழுங்கமைக்க வேண்டும் என்பதை மிகத் தெளிவாக விளக்க உதவுகிறது. கணினி அறிவியல் மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்பத் துறையில், உயர்தர மென்பொருள் உருவாக்கத்திற்கும், பெரிய அளவிலான நிறுவனங்களின் தரவு மேலாண்மைக்கும் தரவுதளங்களின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது மிக அடிப்படையான தேவையாகக் கருதப்படுகிறது.

இங்கு விரிவாக விளக்கப்படும் பல்வேறு தரவு மாதிரிகள், உறவுநிலை மேலாண்மை அமைப்புகள் (RDBMS) மற்றும் உறவுநிலை இயற்கணிதம் போன்ற கோட்பாட்டு கருத்துக்கள் ஒன்றோடொன்று நெருங்கிய தொடர்புடைய தொழில்நுட்பக் கூறுகள் ஆகும். இவை எவ்வாறு ஒரு தரவுதளம் கணினியின் நினைவகத்தில் மிக நேர்த்தியாகக் கட்டமைக்கப்பட்டு, பல்வேறு அட்டவணைகளுக்கு இடையே உறவுகள் ஏற்படுத்தப்படுகின்றன என்பதைத் தெளிவாக விளக்குகின்றன. மாணவர்கள் இக்கோட்பாடுகளைக் கற்றுக்கொள்வதன் மூலம், நிஜ உலகப் பயன்பாடுகளான சமூக ஊடகங்கள் மற்றும் தேடுபொறிகளில் மில்லியன் கணக்கான பயனர்களின் தரவுகள் எவ்வாறு சேமிக்கப்பட்டு, தேவைப்படும்போது மிகக் குறைந்த நேரத்தில் துல்லியமாக மீட்டெடுக்கப்படுகின்றன என்பதை முழுமையாக உணர்ந்துகொள்ள முடியும்.

பள்ளிப் பொதுத்தேர்வு நோக்கில் இந்த அத்தியாயம் மிக முக்கியமான பங்கினை வகிக்கிறது. தேர்வு வினாக்களில் DBMS-ன் முக்கிய கூறுகள், பல்வேறு தரவு மாதிரிகளான படிநிலை மற்றும் வலையமைப்பு மாதிரிகள், மற்றும் DBMS க்கும் RDBMS க்கும் உள்ள முக்கிய வேறுபாடுகள் போன்ற பகுதிகளில் இருந்து நேரடியாக ஐந்து மதிப்பெண் வினாக்கள் கேட்கப்படுகின்றன. மேலும், உறவுநிலை இயற்கணிதத்தின் குறியீடுகளையும் அவற்றின் கணிதச் செயல்பாடுகளான தேர்வு (Select) மற்றும் திட்டம் (Project) ஆகியவற்றையும் சரியாகப் புரிந்துகொள்வது தேர்வில் கேட்கப்படும் கடினமான வினாக்களுக்குச் சரியான விடையளித்து அதிக மதிப்பெண்களைப் பெறுவதற்கு மாணவர்களுக்கு பெரிதும் வழிவகுக்கும்.

நீங்கள் கற்பவை

• தரவு மற்றும் தகவல்களுக்கு இடையிலான அடிப்படை வேறுபாடுகளைத் துல்லியமாகப் புரிந்துகொள்ளுதல்.
• தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்புகளின் ஐந்து முக்கிய கூறுகளையும் அவற்றின் பணிகளையும் விளக்குதல்.
• RDBMS-ன் தனித்துவமான பண்புகளையும் அதன் அத்தியாவசிய நிறைகளையும் விரிவாக விவரித்தல்.
• படிநிலை, வலையமைப்பு மற்றும் உறவுநிலை போன்ற பல்வேறு தரவு மாதிரிகளை வேறுபடுத்துதல்.
• அட்டவணைகளுக்கு இடையே அமைக்கும் பல்வேறு வகையான உறவு நிலைகளை எடுத்துக்காட்டுகளுடன் பகுப்பாய்வு செய்தல்.
• உறவுநிலை இயற்கணிதத்தின் முக்கிய கணிதக் குறியீடுகளையும் அவற்றின் செயல்பாடுகளையும் சரியாகப் பயன்படுத்துதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• கணினி அமைப்பின் நினைவகம் மற்றும் கோப்பு சேமிப்பு பற்றிய அடிப்படை அறிவு.
• அட்டவணை வடிவில் தரவுகளை வரிசை மற்றும் நெடுவரிசையாக அமைப்பதற்கான புரிதல்.

தரவுதள கருத்துருக்கள் — விரிவான விளக்கம்

தரவுதள கருத்துருக்களின் விரிவான கண்ணோட்டம்

தரவு மற்றும் தகவல் பற்றிய அடிப்படை புரிதல்

தரவு என்பது கணினியில் சேமிக்கப்படும் செயலாக்கப்படாத எளிய உண்மைகள் அல்லது தர்க்கரீதியான மதிப்புகள் ஆகும். இது தனியாக இருக்கும்போது எந்த ஒரு குறிப்பிட்ட அர்த்தமுள்ள கருத்தையோ அல்லது பயனயோ தராது. ஆனால், இத்தகைய தரவுகள் அனைத்தும் தகுந்த முறையில் செயலாக்கப்பட்டு, வரிசைப்படுத்தப்பட்டு, ஒரு தெளிவான அர்த்தமுள்ள வடிவத்தில் வழங்கப்படும்போது அது தகவல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அஞ்சல் குறியீட்டு எண்கள், பெயர்கள் மற்றும் தெருப் பெயர்கள் தனித்தனி தரவுகளாகும், ஆனால் அவை அனைத்தும் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு ஒருமுகப்படுத்தப்படும்போது பயனுள்ள முகவரித் தகவலாக மாறி நமக்கு முழுமையான பயனைத் தருகின்றன. கணினியில் சேமிக்கப்படும் ஒவ்வொரு தரவும் தகவலாக மாறுவதற்கு முன்பு முறையான கட்டமைப்புக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும்.

தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பின் கட்டமைப்பு

தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பு (DBMS) என்பது ஒரு கட்டமைக்கப்பட்ட தரவுதளத்தில் தரவுகளை மிகவும் எளிமையாகவும் பாதுகாப்பாகவும் உருவாக்க, நிர்வகிக்க மற்றும் கையாள உதவும் ஒரு பிரத்யேக மென்பொருளாகும். இது பயனர்களுக்கு தரவுகளைப் பாதுகாப்பாகச் சேமிக்கவும், தேவையான நேரத்தில் மாற்றி அமைக்கவும், விரைவாக மீட்டெடுக்கவும் பல்வேறு மென்பொருள் கருவிகளை வழங்குகிறது. வன்பொருள், மென்பொருள், தரவு, செயல்முறைகள் மற்றும் அணுகல் மொழிகள் ஆகிய ஐந்து முக்கிய கூறுகள் இதன் ஒருங்கிணைந்த தூண்களாக விளங்கி ஒட்டுமொத்த தரவு மேலாண்மை செயல்பாடுகளையும் தடையின்றி இயக்குகின்றன. இத்தகைய கூறுகள் அனைத்தும் ஒன்றிணைந்து செயல்படுவதால் மட்டுமே தரவுத்தளம் மிகத் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்க முடியும்.

உறவுநிலை தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பின் சிறப்புகள்

உறவுநிலை தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பு (RDBMS) என்பது பாரம்பரிய DBMS-ன் மேம்படுத்தப்பட்ட மற்றும் வலிமையான வடிவமாகும், இது தரவுகளை வரிசைகள் மற்றும் நெடுவரிசைகளைக் கொண்ட தர்க்கரீதியான அட்டவணை வடிவில் சேமிக்கிறது. தரவு மிகைமையைக் குறைத்தல், தரவுகளின் சீரான நிலைத்தன்மை, பல பயனர்கள் ஒரே நேரத்தில் தரவுகளை அணுகும் வசதி மற்றும் உயர்தர பாதுகாப்பு போன்ற அதிநவீன பண்புகள் RDBMS-ஐ நவீன கணினி உலகில் மிகவும் பிரபலமானதாக ஆக்குகின்றன. உலகளாவிய பயன்பட்டில் உள்ள ஆரக்கிள், மைசீக்குவல் மற்றும் மரியாடிபி ஆகியவை இதற்குச் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். இவை வணிக நிறுவனங்கள் மற்றும் வங்கிச் செயல்பாடுகளில் தரவுகளின் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்யப் பெரிதும் பயன்படுகின்றன.

பல்வேறு தரவு மாதிரிகளின் தர்க்கரீதியான வடிவமைப்பு

தரவு மாதிரி என்பது தரவுகள் எவ்வாறு ஒன்றோடொன்று தர்க்கரீதியாகத் தொடர்பு கொண்டுள்ளன என்பதை விளக்கும் ஒரு வரைபட வடிவமைப்பு ஆகும். படிநிலை மாதிரியானது பெற்றோர்-குழந்தை உறவுடன் மர அமைப்பைப் பயன்படுத்தி ஒன்றிலிருந்து பல என்ற உறவைக் காட்டுகிறது; வலையமைப்பு மாதிரியானது பல பெற்றோர் முனைகளை அனுமதிக்கிறது. உறவுநிலை மாதிரி அட்டவணைகளைப் பயன்படுத்தி தரவுகளை எளிமையாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் இஆர் மாதிரி (ER Model) நிஜ உலகப் பொருட்களை உருப்படிகளாகவும் அவற்றின் பண்புக்கூறுகளாகவும் சித்தரித்து தரவுதள வடிவமைப்பை மிகவும் எளிதாக்கப் பயன்படுகிறது. மேலும், பொருள்நோக்கு மாதிரி (Object Model) தரவுகளைப் பொருள்களாகவும் அவற்றின் பண்புகளாகவும் சேமிக்க வழிவகுக்கிறது.

அட்டவணைகளுக்கு இடையே அமையும் பல்வேறு உறவு நிலைகள்

ஒரு உறவுநிலை தரவுதளத்தில் உள்ள பல்வேறு அட்டவணைகளுக்கு இடையே அர்த்தமுள்ள தர்க்கரீதியான தொடர்புகளை ஏற்படுத்த உறவு நிலைகள் பயன்படுகின்றன. இவை பொதுவாக ஒன்றுடன் ஒன்று, ஒன்றுடன் பல, பலவற்றுடன் ஒன்று மற்றும் பலவற்றுடன் பல என நான்கு முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. இத்தகைய உறவு நிலைகள் தரவுகளுக்கு இடையே உள்ள தார்மீகத் தொடர்புகளை முறையாக வரையறுத்து, வினவல்கள் மூலம் தரவுகளை மிக விரைவாகவும் எந்தவித முரண்பாடுகளும் இன்றி துல்லியமாக மீட்டெடுக்க மென்பொருள் உருவாக்குநர்களுக்கு பெரிதும் துணைபுரிகின்றன. முதன்மைச் சாவிகள் மற்றும் அந்நியச் சாவிகள் மூலம் இந்த உறவுகள் அட்டவணைகளுக்கு இடையே தட்டச்சு செய்யப்பட்டுப் பாதுகாக்கப்படுகின்றன.

உறவுநிலை இயற்கணிதத்தின் முக்கிய செயல்பாடுகள்

உறவுநிலை இயற்கணிதம் என்பது தரவுதள அட்டவணைகளில் இருந்து தேவையான தகவல்களை மீட்டெடுக்கப் பயன்படும் ஒரு தார்மீக செயல்முறை வினவல் மொழி ஆகும். இதில் பயன்படுத்தப்படும் தேர்வுச் செயல்பாடு (Select) குறிப்பிட்ட நிபந்தனையின்படி அட்டவணையின் வரிசைகளை வடிகட்டுகிறது, திட்டமிடல் செயல்பாடு (Project) தேவையற்ற நெடுவரிசைகளை நீக்கித் தேவையானவற்றைத் தேர்ந்தெடுக்கிறது. மேலும், ஒட்டுதல் (Union), வெட்டுதல் (Intersection), வேறுபாடு (Difference) மற்றும் காரடீசியன் பெருக்கல் (Cartesian Product) போன்ற செயல்பாடுகள் அட்டவணைகளை ஒன்றிணைத்து புதிய உறவுகளைத் தருகின்றன. இவை ஒரும மற்றும் இருமச் செயல்பாடுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு வினவல்களை வடிவமைக்க அடிப்படையாக விளக்குகின்றன.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• தரவு மற்றும் தகவலை ஒன்றாகக் கருதுவது தவறு; செயலாக்கப்படாதது தரவு, செயலாக்கப்பட்டது தகவல் ஆகும்.
• படிநிலை மற்றும் வலையமைப்பு மாதிரிகளை குழப்பிக்கொள்வது; வலையமைப்பு மாதிரி பல பெற்றோர் முனைகளை அனுமதிக்கிறது.
• தேர்வு மற்றும் திட்டமிடல் செயல்பாடுகளை மாற்றிப் பயன்படுத்துவது; தேர்வு வரிசைகளையும், திட்டம் நெடுவரிசைகளையும் வடிகட்டுகிறது.
• உறவு நிலைகளில் ஒன்றுடன் பல மற்றும் பலவற்றுடன் பல ஆகியவற்றை தவறாகப் புரிந்துகொள்வது; சரியான முதன்மைச் சாவி கொண்டு இவற்றை உறுதிசெய்ய வேண்டும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

தரவு மற்றும் தகவல் இடையே உள்ள முக்கிய வேறுபாடு என்ன?

தரவு என்பது செயலாக்கப்படாத எளிய உண்மைகள் அல்லது தர்க்கரீதியான மதிப்புகளின் தொகுப்பாகும், இது தனித்து இருக்கும்போது எந்த ஒரு தெளிவான அர்த்தத்தையும் நமக்குத் தராது. ஆனால், இத்தகைய தரவானது முறையாக செயலாக்கப்பட்டு, ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டு, ஒரு அர்த்தமுள்ள வடிவத்தில் வழங்கப்படும்போது அது தகவல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. தகவல் எப்போதும் பயனர்களுக்கு தகுந்த முடிவுகளைச் சரியாக எடுக்க உதவும் பயனுள்ள வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கும்.

தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பு என்றால் என்ன?

தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பு (DBMS) என்பது தரவுகளை கணினியின் நினைவகத்தில் மிகவும் பாதுகாப்பாகச் சேமிக்கவும், தேவைப்படும்போது மிக எளிதாக மீட்டெடுக்கவும் மற்றும் கையாளவும் பயன்படும் ஒரு சிறப்பு மென்பொருள் தொகுப்பாகும். இது தரவு மிகைமையைக் கணிசமாகக் குறைக்கவும், பல்வேறு தரவு கூறுகளுக்கு இடையே உள்ள பாதுகாப்பை பலப்படுத்தவும், தரவுகளின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்யவும் நமக்கு பெரிதும் உதவுகிறது.

RDBMS என்பதன் முக்கிய பண்புகள் யாவை?

உறவுநிலை தரவுத்தள மேலாண்மை அமைப்பு (RDBMS) என்பது தரவுகளை வரிசைகள் மற்றும் நெடுவரிசைகளைக் கொண்ட அட்டவணை வடிவில் சேமிக்கும் ஒரு அமைப்பாகும். இதன் முக்கிய பண்புகள் தரவு மிகைமையைக் குறைத்தல், தரவுகளின் நிலைத்தன்மையை எப்போதுமே உறுதி செய்தல், பல பயனர்கள் ஒரே நேரத்தில் தரவுகளைப் பாதுகாப்பாக அணுகுதல் மற்றும் உயர்தர பாதுகாப்பு அனுமதிகளைத் தருதல் ஆகியவை ஆகும்.

இஆர் மாதிரி என்றால் என்ன அது ஏன் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

இஆர் மாதிரி (Entity Relationship Model) என்பது நிஜ உலகப் பொருட்களைத் தனித்துவமான உருப்படிகளாகவும் அவற்றுக்கு இடையே உள்ள பல்வேறு தொடர்புகளை உறவு நிலைகளாகவும் சித்தரிக்கும் ஒரு தரவு மாதிரி ஆகும். இது ஒரு தரவுதளத்தின் தர்க்கரீதியான கட்டமைப்பை எளிய வரைபட வடிவில் வடிவமைக்கவும், அதனை அனைவரும் எளிதாகப் புரிந்து கொள்ளவும் கணினித் துறையில் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது மிக முக்கிய வடிவமைப்புக் கருவியாகும்.

உறவுநிலை இயற்கணிதத்தில் SELECT மற்றும் PROJECT வேறுபாடு என்ன?

உறவுநிலை இயற்கணிதத்தில் SELECT (σ) செயல்பாடு என்பது குறிப்பிட்ட தர்க்கரீதியான நிபந்தனைக்கு உட்பட்ட ஒரு அட்டவணையின் குறிப்பிட்ட வரிசைகளை (tuples) மட்டுமே வடிகட்டித் தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படுகிறது. ஆனால், PROJECT (Π) செயல்பாடு என்பது தேவையற்ற நெடுவரிசைகளை நீக்கிவிட்டு நமக்குத் தேவையான குறிப்பிட்ட பண்புக்கூறுகளை (attributes) மட்டும் தகுந்த முறையில் தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இவை இரண்டும் ஒரும செயல்பாடுகள் ஆகும்.

தரவுத்தள நிர்வாகியின் முக்கிய பணி என்ன?

தரவுத்தள நிர்வாகி (DBA) என்பது ஒட்டுமொத்த தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பையும் மிகவும் திறம்பட நிர்வகிக்கும் ஒரு முக்கிய பயனர் ஆவார். இவர் தரவுதளப் பாதுகாப்பு உரிமங்களை நிர்வகித்தல், புதிய பயனர்களின் கணக்குகளை உருவாக்குதல், தரவுதளப் பாதுகாப்புப் பிரதிகளை (Backups) எடுத்தல் மற்றும் விபத்து காலங்களில் மீட்டமைப்புப் பணிகளைச் செய்தல் போன்ற பல முக்கியப் பொறுப்புகளைத் தன் வசம் கொண்டுள்ளார்.

உறவு நிலை வகைகள் யாவை?

தரவுதள அட்டவணைகளுக்கு இடையே அமைக்கும் உறவு நிலைகள் பொதுவாக நான்கு வகைப்படும். அவை ஒன்றுடன் ஒன்று உறவு, ஒன்றுடன் பல உறவு, பலவற்றுடன் ஒன்று உறவு மற்றும் பலவற்றுடன் பல உறவு ஆகியவை ஆகும். இவை வெவ்வேறு அட்டவணைகளில் உள்ள தரவுகளுக்கு இடையே உள்ள தர்க்கரீதியான தொடர்புகளை முறையாக வரையறுக்கவும் அவற்றுக்கிடையே வினவல்களை இயக்கவும் பெரிதும் உதவுகின்றன.