15. Проектирование реляционной бд. Две основные проблемы.

При проектировании базы данных решаются две основных проблемы:

1. Каким образом отобразить объекты предметной области в абстрактные объекты модели данных, чтобы это отображение не противоречило семантике предметной области и было по возможности лучшим (эффективным, удобным и т.д.)? Часто эту проблему называют проблемой логического проектирования баз данных. 2. Как обеспечить эффективность выполнения запросов к базе данных, т.е. каким образом, имея в виду особенности конкретной системы управления базами данных, расположить данные во внешней памяти, создание каких дополнительных структур (например, индексов) потребовать и т.д.? Эту проблему называют проблемой физического проектирования баз данных. Проблема проектирования реляционной базы данных состоит в обосно­ванном принятии решений о том, из каких отношений должна состоять база данных и какие атрибуты должны быть у этих отношений.

16. Проектирование реляционной бд с использованием нормализации

Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, которая потенциально может привести к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение. Процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры базы данных к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма БД. Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в БД информации. Как отмечает К. Дейт, общее назначение процесса нормализации заключается в следующем:

• исключение некоторых типов избыточности;

• устранение некоторых аномалий обновления;

• разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;

• упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности.

Устранение избыточности производится, как правило, за счёт декомпозиции^[1]  отношений таким образом, чтобы в каждом отношении хранились только первичные факты (то есть факты, не выводимые из других хранимых фактов).

1)Декомпозицией отношения R называется замена R на совокупность отношений {R₁, R₂,... , R_n} такую, что каждое из них есть проекция R, и каждый атрибут R входит хотя бы в одну из проекций декомпозиции.

Например, для отношения R с атрибутами {a, b, c} существуют следующие основные варианты декомпозиции: {a}, {b}, {c} / {a}, {b, c} / {a, b}, {c}/ {b}, {a, c} / {a, b}, {b, c} / {a, b}, {a, c} / {b, c}, {a, c} / {a, b}, {b, c}, {a, c}

17.Нормализация отношений

1 нормальная форма. Таблица находится в первой нормальной форме т и т т, к ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. БД находится в первой нормальной форме, если все ее таблицы явл отн-ями, а столбцы таблиц удовл-ют условию атомарности.

2 нормальная форма. Вторая нормальная форма к требованию атомарности атрибутов добавляет еще одно - каждый неключевой атрибут должен функционально полно зав-ть от первичного ключа (не должен зав-ть от части составного ключа). Таблица находится во второй нормальной форме, если она удовл-ет опр-ю 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зав-тью с первичным ключом.

3 нормальная форма (3NF). нормальная форма Бойса-Кодда. Третья нормальная форма подразумевает атомарность и функционально полную зав-ть атрибутов каждой сущности от ее первичного ключа. Кроме того, между не ключевыми атрибутами сущности должны отсутствовать транзитивные зав-ти, т.е. они д б взаимно независимы. Таблица находится в третьей нормальной форме, если она удовл-ет опр-ю 2НФ и не одно из ее не ключевых полей не зав-т функционально от любого другого не ключевого поля.

Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF): иногда возникают ситуации, когда кажется, что разбиение совсем не улучшает проект бд. Такие ситуации могут возникать не только из-за введения кодированных первичных ключей. Т.о., таблица находиться в нормальной форме Бойса-Кодда, если и только если любая функциональная зав-ть между его полями сводиться к полной функциональной зав-ти от возможного первого ключа.

9