- •Предисловие
- •Основные функции систем управления базами данных (СУБД)
- •Основные понятия
- •Преимущества использования баз данных
- •Функции систем управления базами данных
- •Литература
- •Реляционная модель данных
- •Структуры данных. Фундаментальные свойства отношений
- •Целостность данных. Реляционные ключи
- •Манипулирование данными
- •Реляционная алгебра Кодда
- •Операции
- •Объединение
- •Пересечение
- •Разность
- •Декартово произведение
- •Сокращение (выборка, ограничение, селекция)
- •Проекция
- •Соединения
- •Деление
- •Приоритеты операций
- •Базис алгебры и ства операций
- •Базис
- •Свойства операций
- •Ограничения реляционной алгебры
- •Литература
- •Реляционное исчисление
- •Исчисление кортежей
- •Эквивалентность исчисления кортежей и реляционной алгебры
- •Исчисление доменов
- •Литература
- •Случаи неполной информации и ω-значения
- •Концепция трехзначной логики
- •Логические операторы
- •Кванторы
- •Арифметические операции и операции сравнения
- •ω-значения и домены
- •ω-значения и операторы реляционной алгебры
- •ω-значения и агрегирующие функции
- •Проблема интерпретации
- •ω-значения и ограничения целостности
- •Первичные ключи
- •Внешние ключи
- •Литература
- •Семантическое проектирование реляционных баз данных на основе ER-модели
- •Общий подход семантического моделирования
- •Основные понятия
- •Проектирование базы данных с помощью ER-модели
- •Литература
- •Проектирование реляционных баз данных при помощи нормализации
- •Жизненный цикл системы баз данных
- •Функциональные зависимости
- •Понятие функциональной зависимости
- •Тривиальные и нетривиальные зависимости
- •Замыкание множества зависимостей
- •Неприводимые множества зависимостей
- •Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости
- •Диаграммы функциональных зависимостей
- •Сохранение независимости в смысле Риссанена
- •Многозначные зависимости
- •Нормализация
- •Понятие нормализации и её причины
- •Первая, вторая и третья нормальные формы
- •Нормальная форма Бойса–Кодда
- •Четвертая нормальная форма
- •Зависимости соединения и пятая нормальная форма
- •Литература
- •Основные принципы хранения данных во внешней памяти
- •Страничная организация хранения данных
- •Управление буферами внутренней памяти
- •Простая файловая организация страниц
- •Неупорядоченный файл
- •Упорядоченный файл
- •Индексирование
- •Индексно-прямой метод доступа
- •Индексно-последовательный метод доступа
- •Индекс на основе B+-деревья
- •Хэширование
- •Индексированные кластеры
- •Хэшированные кластеры
- •Литература
- •Управление транзакциями и синхронизация в реляционных СУБД
- •Понятие транзакции
- •Фундаментальные свойства транзакций
- •Изолированность транзакций
- •Синхронизационные блокировки
- •Простые блокировки
- •Гранулированные (намеренные) блокировки
- •Предикатные блокировки
- •Тупиковые ситуации
- •Метод временных меток
- •Механизм выделения версий данных
- •Литература
- •Журнализация и восстановление в реляционных СУБД
- •Журнализация и буферизация
- •Индивидуальный откат транзакции
- •Восстановление после мягкого сбоя
- •Восстановление после жесткого сбоя
- •Литература
- •Выполнение и оптимизация запросов в реляционных СУБД
- •Процесс оптимизации запроса
- •Преобразование запроса во внутреннюю форму
- •Преобразование запроса в каноническую форму
- •Выбор потенциальных низкоуровневых процедур
- •Генерация различных вариантов планов вычисления запроса и выбор плана с минимальными затратами
- •Низкоуровневая оптимизация операции выборки
- •Низкоуровневая оптимизация операции соединения
- •Литература
Многозначная зависимость является частным случаем зависимости проекции-соединения1:
A B C tA Y B; A Y Cu:
Наличие зависимости проекции-соединения может привести к аномалиям вставки и удаления.
Определение 22. Переменная отношения R находится в пятой нормальной форме (5НФ, 5NF)2 тогда и только тогда, когда каждая нетривиальная зависимость проекции-соединения в нём определяется потенциальным ключом (или ключами) этого отношения.
Любая переменная отношения в 5НФ находится также в 4НФ, поскольку многозначная зависимость является частным случаем зависимости проекции-соединения.
Фейгин показал, что любая переменная отношения может быть подвергнута декомпозиции без потерь на эквивалентный набор переменных отношения в 5НФ, т. е. 5НФ всегда достижима.
Относительно заданной переменной отношения R можно утверждать, что она находится в 5НФ, только при условии, что известны все ее потенциальные ключи и все зависимости соединения, существующие в ней. Но сама по себе задача определения всех подобных зависимостей соединения может оказаться очень сложной, т. е. можно относительно легко определить функциональные и многозначные зависимости (поскольку они имеют довольно простую интерпретацию в реальном мире), но этого нельзя утверждать по отношению к зависимостям соединения (не являющихся многозначными, а значит, и функциональными зависимостями), поскольку интуитивный смысл зависимостей проекции-соединения не всегда бывает очевидным.
5НФ является окончательной нормальной формой по отношению к операциям проекции и соединения. Таким образом, если переменная отношения находится в 5НФ, то гарантируется, что она не содержит аномалий, которые могут быть исключены посредством ее разбиения на проекции.
Литература
1.Armstrong W. W. Dependency Structures of Data Base Relationships // IFIP Congress. — Stockholm, Sweden, 1974. — Pp. 580–583.
2.Дейт К. Дж. Дальнейшая нормализация: нормальные формы более высокого порядка / пер. с англ. К. А. Птицына // Введение в системы баз данных (глава 13). — 8-е изд. — М. : Издательский дом „Вильямс“, 2005.
3.Дейт К. Дж. Дальнейшая нормализация: формы 1НФ, 2НФ, 3НФ и НФБК / пер. с англ. К. А. Птицына // Введение в системы баз данных (глава 12). — 8-е изд. — М. : Издательский дом „Ви-
льямс“, 2005.
4.Дейт К. Дж. Функциональные зависимости / пер. с англ. К. А. Птицына // Введение в системы баз данных (глава 11). — 8-е изд. — М. : Издательский дом „Вильямс“, 2005.
5.Кузнецов С. Д. Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации: дальнейшая нормализация // Базы данных. Вводный курс (лекция 9). — 2008. — URL: http :
//citforum.ru/database/advanced_intro/24.shtml.
6.Кузнецов С. Д. Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации:
первые шаги нормализации // Базы данных. Вводный курс (лекция 8). — 2008. — URL: http:
//citforum.ru/database/advanced_intro/22.shtml.
7.Кузнецов С. Д. Элементы теории реляционных баз данных: функциональные зависимости и декомпозиция без потерь // Базы данных. Вводный курс (лекция 7). — 2008. — URL: http : / /
citforum.ru/database/advanced_intro/19.shtml.
1 Более того, из определения зависимости проекции-соединения непосредственно следует, что это наиболее общая форма зависимости при декомпозиции с помощью операции проекции и (обратной) композиции с помощью операции соединения проекций.
Но если ввести другие операции декомпозиции и композиции, то возможно появление других типов зависимостей.
2 Пятую нормальную форму могут еще называть проекционно-соединительной нормальной формой (ПСНФ, PJ/NF)
46