6… Цели проектирования баз данных

Наиболее важными целями проектирования являются:

• Хранение всех необходимых данных в БД, т.е. централизация данных;

• Исключение избыточности данных;

• Уменьшение количества отношений в БД;

• Нормализация отношений для решения проблем, связанных с обновлением или удалением данных.

Первым шагом в процессе проектирования является определение перечня атрибутов (столбцов), которые должны храниться в БД.

На втором шаге принимается решение о том, сколько будет отношений и какие атрибуты будут храниться в каких отношениях.

Необходимо различать дублирование данных и дублирование с избыточностью:

Таблица 6.7 Пример дублирования данных.
Табельный номер	Номер лаборатории	В таблице 6.7 Числа 12 и 17 дублируются, но не избыточны.
287	12
314	17
07	12
354	17

Таблица 6.8 Пример избыточного дублирования данных.
Табельный номер	Номер лаборатории	Телефон лаборатории	В таблице 6.8 телефон лаборатории, как видно, дублируется, и это уже избыточное дублирование.
287	12	2-17
314	17	4-41
007	12
354	17

Третий шаг – устранение избыточности. Полученный файл после устранения избыточности следует считать неудовлетворительным. Во-первых, пустых полей в файле следует избегать, в такой структуре хранения для записей необходимо иметь процедуру поиска. Во-вторых, могут возникнуть серьезные проблемы с удалением информации. Если удалить работника 287, то исчезнет и соответствующий номер лаборатории.

Лучший способ устранения – разбиение отношения

“Служащий – лаборатория – телефон” (таблица 6.8) на два:

“Лаборатория – телефон” (таблица 6.9)

“Служащий – лаборатория” (таблица 6.10)

Таблица 6.9 “Лаборатория-телефон”.			Таблица 6.10 “Служащий-лаборатория”.
Номер лаборатории	Телефон лаборатории		Табельный номер	Номер лаборатории
12	2-17		287	12
17	4-41		314	17
			007	12
			354	17

Разбиение отношений на два или несколько – рабочая процедура проектирования.

Разбиение отношения на два или более приводит к увеличению числа файлов, хранящихся в БД, что порождает проблемы по обработке данных, в данном случае – замедление.

Некоторые отношения порождают серьезные проблемы по удалению и обновлению информации. Проектировщик БД должен уметь находить такие отношения и “нормализовать” их. Нормализация осуществляется путем разбиения отношения на два или более мелких отношения по определенным правилам.

Универсальные отношения

Отношение, которое включает в себя все атрибуты и содержащее все данные, предполагаемые хранить в БД, называется универсальным отношением.

Для небольших БД универсальное отношение может использоваться в качестве основного пункта при проектировании БД.

Предположим, что требуется разработать БД для начальника отдела.

Первый шаг проектирования – состоит в определении всех атрибутов, значения которых требуется хранить в БД. Эта информация берется у начальника отдела в процессе обсуждения будущей БД. В результате обсуждения выяснилось, что БД предназначена для подведения результатов работы каждого сотрудника отдела. Определился следующий набор атрибутов:

Сном	номер сотрудника (целое значение, уникальное),
Сфам	фамилия сотрудника (строковое значение),
Лном	номер лаборатории, в которой трудится данный сотрудник,
Тном	рабочий телефон сотрудника,
Проект	номер проекта, в разработке которого участвует сотрудник,
Квартал	период времени, в течение которого сотрудник участвовал в разработке проекта,
Вклад	численная характеристика, отражающая количество и качество работы с сотрудника в данном проекте и в данном квартале.

Второй шаг – составление таблицы по предварительно записанному набору атрибутов.

Таблица 6.11 Информация выбранная для хранения в базе данных
Сном	Сфам	Тном	Лном	Проект	Квартал	Вклад
289	Иванов	5-17	25АП	РКТ14	1990.3	3
				Зенит	1990.3	5
				ВКТ14	1990.4	2
				ВТА2	1990.4	4
315	Николаев	8-29	4КТ	ВКТ14	1990.3	6
				ВТА8	1990.4	7
				ВКТ14	1990.4	8
429	Андреев	5-17	25АМ	Зенит	1990.3	2
				ОТР6	1990.4	7
				ВКТ14	1990.4	4
559	Зайцев	4-85	14ММ	ОВ77	1990.3	6

Хотя данные связаны в таблицу 6.11, она не может быть использована в реляционных базах данных, т.к. строки её содержат вектора значений атрибутов, что недопустимо для отношений. Такую таблицу, однако, очень легко преобразовать в отношение путем декомпозиции.

Таблица 6.12 Универсальное отношение базы данных “Начальник отдела”
Сном	Сфам	Тном	Лном	Проект	Квартал	Вклад
289	Иванов	5-17	25АП	РКТ14	1990.3	3
289	Иванов	5-17	25АП	Зенит	1990.3	5
289	Иванов	5-17	25АП	ВКТ14	1990.4	2
289	Иванов	5-17	25АП	ВТА2	1990.4	4
315	Николаев	8-29	4КТ	ВКТ14	1990.3	6
315	Николаев	8-29	4КТ	ВТА8	1990.4	7
315	Николаев	8-29	4КТ	ВКТ14	1990.4	8
429	Андреев	5-17	25АП	Зенит	1990.3	2
429	Андреев	5-17	25АП	ОТР6	1990.4	7
429	Андреев	5-17	25АП	ВКТ14	1990.4	4
559	Зайцев	4-85	14ММ	ОВ77	1990.3	6

В таблице 6.12 первичным ключом является значение трех полей Сном-Проект-Квартал. Полученная таблица – экземпляр правильного отношения.