2. Проектирование и создание реляционной бд

3.1 Формализованное представление предметной области

Проектирование и создание информационных систем является достаточно трудоемкой задачей. Оно осуществляется на основе формализации структуры и процессов предметной области, сведения о которой предполагается хранить в БД. Различают концептуальное и схемно-структурное проектирование.

Концептуальное проектирование БД ИС является в значительной степени эвристическим процессом. Адекватность построенной в его рамках информационно - логической модели предметной области проверяется опытным путем, в процессе функционирования ИС. Понятие логической модели данных приведено в разделах 2.1, 2.2. Разработка информационной (структуры) модели БД приведена в разделах 3.1, 3.2.

Перечислим этапы концептуального проектирования:

• изучение предметной области для формирования общего представления о ней;

• формализованное представление предметной области;

• определение основных объектов – сущностей предметной области и отношений между ними;

• выделение и анализ функций и задач разрабатываемой ИС.

При проектировании схемы реляционной БД можно выделить следующие процедуры:

• определение перечня таблиц и связей между ними;

• определение перечня полей, типов полей, ключевых полей каждой таблицы (схемы таблицы), установление связей между таблицами через внешние ключи;

• установление индексирования для полей в таблицах;

• разработка списков (словарей) для полей с перечислительными данными;

• установление ограничений целостности для таблиц и связей;

• нормализация таблиц, корректировка перечня таблиц и связей.

Проектирование БД осуществляется на физическом и логическом уровнях. Проектирование на физическом уровне реализуется средствами СУБД и зачастую автоматизировано.

Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, разработке запросов к БД, отчетных документов, создании форм для ввода и редактирования данных в БД и т. д.

Одной из важнейших задач логического проектирования БД является структуризация данных. Выделяют следующие подходы к проектированию структур данных:

• объединение информации об объектах-сущностях в рамках одной таблицы (одного отношения) с последующей декомпозицией на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений;

• осуществление системного анализа и разработка структурных моделей.

Рассмотрим первый из названных подходов, являющийся классическим.

Процесс проектирования начинается с выделения объектов-сущностей, информация о которых будет храниться в БД, и определения их атрибутов. Выделенные атрибуты объединяются в одной таблице (отношении).

Полученное отношение подвергается нормализации. Смотрите текст, выделенный курсивом выше.

Процедура нормализации является итерационной и заключается в последовательном переводе отношений из первой нормальной формы в нормальные формы более высокого порядка.

Выделяют следующую последовательность нормальных форм:

• первая нормальная форма (1НФ);

• вторая нормальная форма (2НФ);

• третья нормальная форма (3НФ);

• усиленная третья нормальная форма, или нормальная форма Бойса - Кода (БКНФ);

• четвертая нормальная форма (4НФ);

• пятая нормальная форма (5НФ).

На практике в большинстве случаев приведением отношений к третьей нормальной форме заканчивается процесс проектирования БД.

Нормализация позволяет устранить информационную избыточность, которая приводит к аномалиям обработки данных.

Аномалиями называются такие ситуации в таблицах БД, которые приводят к противоречиям в БД или существенно усложняют обработку данных.

Выделяют три основных вида аномалий:

• аномалии модификации (редактирования);

• аномалии удаления;

• аномалии добавления.

Аномалии модификации проявляются в том, что изменение значения атрибута может повлечь за собой пересмотр всей таблицы с соответствующим изменением значений этого атрибута в других записях таблицы.

Аномалии удаления проявляются в том, что при удалении какого-либо значения атрибута исчезнет другая информация, которая не связана напрямую с удаляемым значением.

Аномалии добавления проявляются в том, что невозможно добавить запись в таблицу, пока не будут известны значения всех ее атрибутов, а также в том, что вставка новой записи потребует пересмотра всей таблицы.

Способом устранения избыточного дублирования и нейтрализация аномалий является декомпозиция, то есть разбиение исходного отношения (таблицы). Декомпозиция должна быть обратимой, то есть осуществляться без потери информации. Добиться требуемой декомпозиции можно с помощью составных ключей (по нескольким атрибутам).

Проектирование и состав реляционной БД зависит от предметной области использования ИС.

Под предметной областью будем понимать взаимосвязанную совокупность информационных объектов организации «Видеосалон».

В процессе нормализации однотабличное отношение «Видеосалон» было последовательно приведено из первой нормальной формы в нормальные формы третьего порядка. Результатом проектирования является набор следующих 6 таблиц:

• Фильмы – перечень фильмов «Видеосалона»;

• Информация о носителе – наличие и цена носителя;

• Персонал – персонал «Видеосалона»;

• Клиенты – клиенты «Видеосалона»;

• Вид сделки – прокат, продажа фильмов;

• Квитанция – завершение сделки.

Далее определим атрибуты (поля) для каждого объекта. В заключении необходимо выяснить, какие отчетные документы необходимо создать и как будет функционировать ИС.