12. Основные положения проектирования схем реляционных баз данных.

Для определения оптимальная структура кортежа, определения числа отношений и связей между отношениями. В реляционной БД существуют отношения: 1:1 и 1:N. Если возникает ситуация M:N, необходимо такие отношения разбивать на 2 отношения, путем введения нового отношения, который называется отношением связи. При проектировании схем реляционной БД можно использовать следующие подходы: - проектирование сверху вниз; - проектирование снизу вверх.

При первом подходе вначале определяется общее число отношений, затем атрибутный состав и устанавливаются связи между отношениями.

При втором подходе необходимо на основании анализа предметной области определить атрибутный состав – данные, которые описывают данную область. Затем из этого списка выбирают атрибуты, которые являются ключевыми атрибутами. После этого устанавливают связи между ключевыми и не ключевыми атрибутами. На основе этих связей формируется отношение, которое и составляет реляционную схему данных. С целью упрощения проектирования реляционной БД в 1976г. Была разработана модель «сущность связь» (ER-модель). Основу этой модели составляют типы сущностей, типы связей, атрибуты.

13. Избыточность данных и аномалии обновления.

Основная цель проектирования заключается в определении атрибутов в отношении, чтобы минимизировать избыточность данных и т.о. сократить объем памяти, которая необходима для физического хранения отношения. Сотрудник (Nсотр, ФИО, Адрес, Должность, З/П, Nотд)

Отдел (Nотд, Адрес, Nтел)

Сотрудники отдела (Nсотр, ФИО, Адрес, Должность, З/П, Nотд, Адрес_отд, Nтел_отд)

В отношении «Сотрудники отдела» есть избыточность данных.

Поскольку сведения об отделе будет повторяться для каждого сотрудника отдела. В связи с этим в «Сотрудники отдела» существует следующее отношения обновления.

- При добавлении нового сотрудника отдела, необходимо указывать все сведения об этом отделе.

- При добавлении сведений о новом отделе, который еще не имеет сотрудников, придется присвоить значение NULL ключевому полю, что нарушает целостность данных.

При возникновении подобных аномалий рекомендуется отношение разбивать на две части. Для отношений «Сотрудники» и «Отдел» подобных аномалий уже не будет.

14. Функциональные зависимости и нормализация отношений.

Функциональная зависимость описывает связь между отношениями: R(A,B) A->B.

Атрибут B функциональная зависимость от атрибута A, что означает, что каждое значение атрибута A связано только с одним значением атрибута B. При наличии функциональной зависимости атрибут или группа атрибутов, которые расположены слева от стрелки называются детерминантом. Сотрудники_отделения:

Nсотр -> ФИО, Адрес, Должность, З/П, Nотд, Адрес_отд, Nтел_отд.

Nотд -> Адрес_отд, Nтел_отд.

Адрес_отд -> Nотд, Nтел_отд.

Nтел_отд -> Nотд, Адрес_отд.

Первичный ключ - Nотд, поскольку все остальные атрибуты функционально зависят от Nотд.

I нормальная форма Нормализация отношений выполняется на основе анализа первичных ключей и существования функциональных зависимостей между атрибутами. Как правило, нормализация выполняется в несколько этапов. Каждый этап соответствует определенной «Нормальной форме» (НФ). При проектировании реляционных БД требования 1-ой НФ должны выполняться всегда, остальные по желанию проектировщика. Однако, чтобы исключить аномалии обновления и избыточности данных рекомендуется приводить отношение к 3-ей НФ. Ненормализованное отношение приводится к 1-ой НФ следующими способами: - Выравнивание таблиц или добавление строк; - Один атрибут или группа атрибутов, которые назначены ключом отношения повторяющейся группы помещается вместе с ключом в отдельные отношения. Во вновь созданных отношениях устанавливаются свои первичные ключи.

II нормальная форма – основывается на полной функциональной зависимости. Полная функциональная зависимость означает, что если атрибут B функционально зависит от некоторого значения атрибута A, то зависит от полного значения этого атрибута, а не какого-то его подмножества. Если имеет место полная функциональная зависимость между атрибутами A и B, то удаление какого-либо значения атрибута A приводит к полной потери этой зависимости. При частичной зависимости это сохраняется . 2-ая НФ применяется к отношениям с составными ключами. Считается, что отношение находится во 2-ой НФ, если оно удовлетворяет 1-ой НФ и каждый атрибут, который не входит в состав первичного ключа, функционально полно завит от первого ключа. На этом этапе, если имеется частичная зависимость, они удаляются из отношения и помещаются в новое отношение вместе с копией их детерминанта.