தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பு – ஓர் அறிமுகம்: ஒரு மதிப்பெண் வினாக்கள், புத்தக வினா விடைகள் மற்றும் குறிப்புகள்

தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பு – ஓர் அறிமுகம் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

ஒரு பள்ளி அலுவலகம் மாணவர்கள், மதிப்பெண்கள், கட்டணங்கள் பற்றிய பதிவுகளை வைத்திருக்கிறது. இந்தப் பதிவுகள் பெருகும்போது, அவற்றைத் தனித்தனிக் கோப்புகளில் சேமிப்பது சிக்கலாகிறது. ஒரே தரவு பல கோப்புகளில் திரும்பத் திரும்ப வருகிறது. எல்லா நகல்களையும் சரியாக வைத்திருக்க உழைப்பு தேவை. ஒரு கோப்பைத் திறக்க முடிந்த எவரும் அதைப் படிக்கலாம். தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பு (Database Management System, DBMS) தொடர்புடைய தரவை ஒரே இடத்தில் சேமித்து, யார் பார்க்கலாம், யார் மாற்றலாம் என்பதைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் இந்தச் சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது.

தரவுச் சேமிப்பு காகிதப் பதிவுகளிலிருந்து துளையிட்ட அட்டைகளுக்கும், பிறகு கணினிக் கோப்புகளுக்கும், கடைசியில் தரவுத்தளங்களுக்கும் எப்படி மாறியது என்பதை முதலில் பாடம் காட்டுகிறது. பிறகு தரவுத்தள மாதிரிகளை விவரிக்கிறது: படிநிலை, வலையமைப்பு, உறவுநிலை, பொருள்நோக்கு. பாடத்தின் பெரும்பகுதி உறவுநிலை மாதிரியைப் பற்றியது. காரணம், புத்தகத்தில் பின்னால் PHP உடன் பயன்படுத்தப்படும் MySQL ஒரு உறவுநிலைத் தரவுத்தளம்.

தேர்வில் ACID பண்புகள், முதன்மைச் சாவி மற்றும் அயல் சாவியின் பொருள், ER வரைபடத்தில் பயன்படும் குறியீடுகள், ஒரு SQL கட்டளை DDL, DML, DQL, TCL, DCL ஆகியவற்றில் எதைச் சேர்ந்தது என்பவை பற்றிய வினாக்களை எதிர்பாருங்கள். செய்முறை வகுப்புகளில் ஒரு PHP பக்கத்தை MySQL தரவுத்தளத்துடன் இணைக்கும்போதும் இவற்றையே பயன்படுத்துவீர்கள்.

நீங்கள் கற்பவை

• படிநிலை, வலையமைப்பு, உறவுநிலை, பொருள்நோக்கு தரவுத்தள மாதிரிகளை விவரித்தல்.
• அட்டவணை, tuple, பண்புக்கூறு, திட்டவரைவு ஆகிய உறவுநிலைச் சொற்களை விளக்குதல்.
• ஒவ்வொரு ACID பண்பையும் ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் கூறி விளக்குதல்.
• சரியான குறியீடுகளையும் எண்ணளவையும் பயன்படுத்தி ஒரு எளிய ER வரைபடம் வரைதல்.
• phpMyAdmin, MySQL Workbench, HeidiSQL போன்ற MySQL நிர்வாகக் கருவிகளின் பெயர்களைக் கூறுதல்.
• SQL கட்டளைகளை DDL, DML, DQL, TCL, DCL என வகைப்படுத்தி, எளிய வினவல்களை எழுதுதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• கோப்பு, கோப்புறை, மென்பொருள் போன்ற பொதுவான கணினிச் சொற்கள்.
• விரிதாள் போல வரிசைகளிலும் நெடுவரிசைகளிலும் அமைந்த தரவைக் கையாண்ட அனுபவம்.
• வலை உலாவி ஒரு சேவையகத்திடமிருந்து பக்கங்களை எப்படிக் கேட்கிறது என்பது பற்றிய அடிப்படைப் புரிதல்.

தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பு – ஓர் அறிமுகம் — விரிவான விளக்கம்

தரவுதள மேலாண்மை அமைப்பு: மாதிரிகள், சாவிகள், ER வரைபடங்கள், SQL

கோப்பு முறைமையிலிருந்து DBMS வரை

தரவு முதலில் கையால் எழுதும் பதிவேடுகளில், பிறகு துளையிட்ட அட்டைகளில், பிறகு கணினிக் கோப்புகளில் வைக்கப்பட்டது. கோப்பு முறைமைக்குத் தெளிவான குறைகள் இருந்தன: தரவு மிகைமை (data redundancy), அதாவது ஒரே தரவு பல கோப்புகளில் சேமிக்கப்பட்டு இடம் வீணாவது; நகல்களை ஒத்தநிலையில் வைக்க அதிகப் பராமரிப்பு உழைப்பு; குறைவான பாதுகாப்பு. தரவுத்தளம் (database) என்பது தொடர்புடைய தரவின் ஒழுங்கான தொகுப்பு. அந்தத் தரவைப் பாதுகாப்பாக உருவாக்க, மீட்டெடுக்க, புதுப்பிக்க, நிர்வகிக்கப் பயன்படும் அமைப்பு மென்பொருள் DBMS. MySQL, Oracle, SQL Server ஆகியவை எடுத்துக்காட்டுகள்.

தரவுத்தள மாதிரிகள்

தரவு எப்படி ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டு இணைக்கப்படுகிறது என்பதைத் தரவுத்தள மாதிரி விவரிக்கிறது. படிநிலை மாதிரி (hierarchical model) பதிவுகளை ஒரு மரம் போல அமைக்கிறது. இதில் ஒவ்வொரு குழந்தைப் பதிவுக்கும் ஒரே ஒரு பெற்றோர் மட்டுமே. அதனால் பல-பல உறவுகளைக் காட்டுவது கடினம். வலையமைப்பு மாதிரி (network model) ஒரு குழந்தைப் பதிவுக்கு ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பெற்றோர் (owner) இருக்க அனுமதிக்கிறது. அதனால் பல-பல உறவுகளைக் கையாள முடியும். ஆனால் இதை வடிவமைப்பதும் பராமரிப்பதும் சிக்கலானது. உறவுநிலை மாதிரி (relational model) தரவை வரிசைகளும் நெடுவரிசைகளும் கொண்ட அட்டவணைகளில் சேமிக்கிறது. இன்று பெரும்பாலான தரவுத்தளங்கள் இந்த மாதிரியைத்தான் பயன்படுத்துகின்றன. பொருள்நோக்கு மாதிரி (object-oriented model) தரவைப் பொருள்களாகச் (objects) சேமிக்கிறது; பொருள்நோக்கு நிரலாக்கத்தின் கருத்துகளைத் தரவுத்தளத்துக்குள் கொண்டுவருகிறது.

உறவுநிலைச் சொற்களும் ACID பண்புகளும்

உறவுநிலைத் தரவுத்தளத்தில் ஒரு அட்டவணை உறவு (relation) என்றும், ஒரு நெடுவரிசை பண்புக்கூறு (attribute) என்றும், ஒரு வரிசை tuple அல்லது பதிவு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. அட்டவணைகளின் வடிவமைப்புக்குப் திட்டவரைவு (schema) என்று பெயர். முதன்மைச் சாவி (primary key) ஒவ்வொரு வரிசையையும் தனித்து அடையாளம் காட்டுகிறது; பதிவெண் ஒரு எடுத்துக்காட்டு. ஒரு அட்டவணையின் முதன்மைச் சாவியை இன்னொரு அட்டவணையில் வைத்து இரண்டையும் இணைத்தால் அது அயல் சாவி (foreign key). இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பண்புக்கூறுகளைச் சேர்த்துச் சாவியாகப் பயன்படுத்துவது கூட்டுச் சாவி (composite key). ஒவ்வொரு பரிவர்த்தனையும் (transaction) ACID பண்புகளைப் பின்பற்ற வேண்டும். Atomicity (அணுத்தன்மை): ஒரு பரிவர்த்தனையின் எல்லாச் செயல்களும் முடிய வேண்டும், இல்லையென்றால் எதுவுமே நடக்கக் கூடாது. Consistency (ஒத்தநிலை): பரிவர்த்தனை தரவுத்தளத்தை ஒரு சரியான நிலையிலிருந்து இன்னொரு சரியான நிலைக்குக் கொண்டு செல்கிறது. Isolation (தனிமைப்படுத்தல்): ஒரே நேரத்தில் நடக்கும் பரிவர்த்தனைகள் ஒன்றில் ஒன்று குறுக்கிடாது. Durability (நீடித்திருத்தல்): ஒரு பரிவர்த்தனை commit செய்யப்பட்ட பிறகு, அமைப்பு செயலிழந்தாலும் அதன் மாற்றங்கள் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும்.

உருபொருள்-உறவு (ER) மாதிரி

அட்டவணைகளை உருவாக்குவதற்கு முன் தரவுத்தளத்தின் வடிவமைப்பை ER வரைபடம் காட்டுகிறது. உருபொருள் (entity) என்பது மாணவர் அல்லது புத்தகம் போன்ற நிஜ உலகப் பொருள். பண்புக்கூறுகள் ஒரு உருபொருளை விவரிக்கின்றன. அவை சாவி, எளிய, கூட்டு, ஒற்றை மதிப்பு அல்லது பல மதிப்பு வகையாக இருக்கலாம். மாணவரின் பதிவெண் ஒரு சாவிப் பண்புக்கூறு. பல எண்களை வைத்திருக்கக்கூடிய தொலைபேசி எண் புலம் பல மதிப்புப் பண்புக்கூறு. உருபொருள்கள் உறவுகளால் (relationships) இணைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் எண்ணளவு (cardinality) ஒன்று-ஒன்று, ஒன்று-பல, பல-ஒன்று அல்லது பல-பல ஆக இருக்கலாம். வரைபடத்தில் உருபொருள் செவ்வகமாகவும், பண்புக்கூறு நீள்வட்டமாகவும், உறவு வைர வடிவமாகவும் (சாய்சதுரம்) வரையப்படுகின்றன.

SQL-உம் தரவுத்தள நிர்வாகமும்

உறவுநிலைத் தரவுத்தளங்களுடன் வேலை செய்வதற்கான தரமான மொழி SQL (Structured Query Language). அதன் கட்டளைகள் ஐந்து பிரிவுகளாகப் பிரிகின்றன. DDL (Data Definition Language) கட்டமைப்பை வரையறுக்கிறது: CREATE, ALTER, DROP. DML (Data Manipulation Language) தரவை மாற்றுகிறது: INSERT, UPDATE, DELETE. DQL (Data Query Language) SELECT மூலம் தரவை மீட்டெடுக்கிறது. TCL (Transaction Control Language) பரிவர்த்தனைகளை நிர்வகிக்கிறது: COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT. DCL (Data Control Language) அணுகலைக் கட்டுப்படுத்துகிறது: GRANT, REVOKE. தரவுத்தள நிர்வாகி சேவையகத்தை நிறுவுகிறார், பயனர் கணக்குகளை உருவாக்குகிறார், சிறப்புரிமைகளை வழங்குகிறார், காப்புப்படிகள் எடுக்கிறார், செயல்திறனைச் சீராக்குகிறார். phpMyAdmin, MySQL Workbench, HeidiSQL போன்ற கருவிகள் இதை வரைகலை முறையில் செய்ய உதவுகின்றன. grant அட்டவணைகளில் நேரடியாக ஒரு பயனரைச் சேர்த்த பிறகு, FLUSH PRIVILEGES கட்டளை அந்த அட்டவணைகளை மீண்டும் ஏற்றுகிறது. அப்போதுதான் புதிய உரிமைகள் நடைமுறைக்கு வரும்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• SQL-ஐத் தரவுத்தள மென்பொருள் என்று நினைப்பது. SQL ஒரு மொழி; அதைப் புரிந்துகொள்ளும் DBMS தான் MySQL.
• முதன்மைச் சாவியையும் அயல் சாவியையும் குழப்புவது. முதன்மைச் சாவி தன் அட்டவணையில் உள்ள வரிசைகளை அடையாளம் காட்டுகிறது; அயல் சாவி இன்னொரு அட்டவணையின் முதன்மைச் சாவியைக் குறிக்கிறது.
• SELECT-ஐ DML-இல் சேர்ப்பது. பாடநூல் SELECT-ஐ DQL-இல் வைக்கிறது; DML-இல் INSERT, UPDATE, DELETE மட்டும்.
• ஒற்றை மதிப்பு, பல மதிப்புப் பண்புக்கூறுகளைக் குழப்புவது. பிறந்த தேதிக்கு ஒரே மதிப்பு; தொலைபேசி எண்கள் பல இருக்கலாம், அதனால் அவை பல மதிப்புப் பண்புக்கூறு.
• ER குறியீட்டைத் தவறாக வரைவது. உருபொருள் செவ்வகம், பண்புக்கூறு நீள்வட்டம், உறவு வைர வடிவம்.
• grant அட்டவணைகளில் நேரடியாக ஒரு பயனரைச் சேர்த்த பிறகு FLUSH PRIVILEGES இயக்க மறப்பது. அப்படி மறந்தால் புதிய அனுமதிகள் இன்னும் வேலை செய்யாது.

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

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

தரவுத்தளத்துக்கும் DBMS-க்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன?

தரவுத்தளம் என்பது தொடர்புடைய தரவின் ஒழுங்கான தொகுப்பே; ஒரு பள்ளியின் எல்லா மாணவர் பதிவுகளும் போல. DBMS என்பது அந்தத் தரவுடன் வேலை செய்யும் மென்பொருள்: அட்டவணைகளை உருவாக்க, பதிவுகளைச் சேர்க்க, மாற்ற, நீக்க, தேட, யாருக்கு அணுகல் உண்டு என்பதைக் கட்டுப்படுத்த அது பயன்படுகிறது.

ACID பண்புகள் எதைக் குறிக்கின்றன?

Atomicity: ஒரு பரிவர்த்தனை முழுமையாக நடக்கும், அல்லது நடக்கவே நடக்காது. Consistency: அது தரவுத்தளத்தை ஒரு சரியான நிலையிலிருந்து இன்னொரு சரியான நிலைக்குக் கொண்டு செல்கிறது. Isolation: சேர்ந்து நடக்கும் பரிவர்த்தனைகள் ஒன்றையொன்று பாதிக்காது. Durability: commit செய்யப்பட்ட மாற்றங்கள் மின்தடை அல்லது அமைப்புச் செயலிழப்புக்குப் பிறகும் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும்.

முதன்மைச் சாவிக்கும் அயல் சாவிக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன?

முதன்மைச் சாவி என்பது ஒவ்வொரு வரிசைக்கும் தனித்த மதிப்புடைய பண்புக்கூறு; அதனால் அது ஒவ்வொரு பதிவையும் அடையாளம் காட்டுகிறது. அயல் சாவி என்பது ஒரு அட்டவணையில் உள்ள, இன்னொரு அட்டவணையின் முதன்மைச் சாவி மதிப்புகளைக் கொண்ட பண்புக்கூறு. இரண்டு அட்டவணைகளை இணைக்க அது பயன்படுகிறது.

படிநிலை மாதிரியும் வலையமைப்பு மாதிரியும் எப்படி வேறுபடுகின்றன?

படிநிலை மாதிரி பதிவுகளை ஒரு குடும்ப மரம் போல அமைக்கிறது. ஒவ்வொரு குழந்தைப் பதிவுக்கும் சரியாக ஒரே பெற்றோர்; அதனால் பல-பல உறவுகளைக் காட்டுவது கடினம். வலையமைப்பு மாதிரி ஒரு குழந்தைப் பதிவுக்கு ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பெற்றோரை அனுமதிக்கிறது; அதனால் பல-பல உறவுகளைக் காட்ட முடியும்.

SQL கட்டளைகளின் ஐந்து பிரிவுகள் யாவை?

DDL கட்டமைப்பை வரையறுக்கிறது (CREATE, ALTER, DROP). DML தரவை மாற்றுகிறது (INSERT, UPDATE, DELETE). DQL தரவை மீட்டெடுக்கிறது (SELECT). TCL பரிவர்த்தனைகளை நிர்வகிக்கிறது (COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT). DCL அணுகல் உரிமைகளைக் கட்டுப்படுத்துகிறது (GRANT, REVOKE).

ER வரைபடம் எதற்குப் பயன்படுகிறது?

தரவுத்தளத்தை உருவாக்குவதற்கு முன் அதன் திட்டத்தை ER வரைபடம் காட்டுகிறது. உருபொருள்கள் செவ்வகங்களாகவும், பண்புக்கூறுகள் நீள்வட்டங்களாகவும், உறவுகள் வைர வடிவங்களாகவும் வரையப்படுகின்றன. என்ன தரவு தேவை, உருபொருள்கள் எப்படித் தொடர்புடையவை, ஒன்று-பல போன்ற எண்ணளவு உட்பட, என்பதை வடிவமைப்பாளர் பார்க்க இது உதவுகிறது.

MySQL-இல் FLUSH PRIVILEGES என்ன செய்கிறது?

FLUSH PRIVILEGES கட்டளை grant அட்டவணைகளை மீண்டும் ஏற்றும்படி MySQL சேவையகத்திடம் சொல்கிறது. அந்த அட்டவணைகளில் நேரடியாக வரிசைகளைச் சேர்த்து ஒரு பயனரைச் சேர்த்தால் அல்லது சிறப்புரிமைகளை மாற்றினால், அட்டவணைகள் மீண்டும் ஏற்றப்படும் வரை அந்த மாற்றம் பயன்படாது. அதனால் உடனே இந்தக் கட்டளையை இயக்க வேண்டும்.