- •Министерство образования и науки рф
- •(Новочеркасский политехнический институт)
- •1. Введение в базы данных
- •1.1. Базы данных и информационные системы
- •1.2. Архитектура информационной системы
- •1.3. Системы управления базами данных
- •1.4. Локальные информационные системы
- •1.5. Способы разработки и выполнения приложений
- •1.6. Схема обмена данными при работе с бд
- •2. Модели и типы данных
- •2.1. Иерархическая модель
- •2.2. Сетевая модель
- •2.3. Реляционная модель
- •2.4. Постреляционная модель
- •2.5. Многомерная модель
- •2.6. Объектно-ориентированная модель
- •2.7. Типы данных
- •3. Реляционная модель данных
- •3.1. Определение реляционной модели
- •3.2. Индексирование
- •3.3. Связывание таблиц
- •Основные виды связи таблиц
- •Связь вида 1:1
- •Связь вида 1:м
- •Связь вида м:1
- •Связь вида м:м
- •3.4. Контроль целостности связей
- •3.5. Теоретические языки запросов
- •3.6. Реляционная алгебра
- •3.7. Структурированный язык запросов sql
- •Общая характеристика языка
- •Основные операторы языка
- •4. Информационные системы в сетях
- •4.1. Основные понятия
- •Виды и состав сетей
- •Программное обеспечение лвс
- •Аппаратные средства лвс
- •Принципы управления
- •4.2. Модели архитектуры клиент-сервер
- •Двухзвенные модели распределения функций
- •Трехзвенная модель распределения функций
- •Сложные схемы взаимодействия
- •4.3. Управление распределенными данными
- •Поддержка соответствия бд вносимым изменениям
- •Доступ к общим данным
- •4.4. Информационные системы в локальных сетях
- •4.5. Информационные системы в Internet и Intranet
- •Характеристика Internet
- •Базы данных в Internet и Intranet
- •5. Проектирование баз данных
- •5.1. Проблемы проектирования Избыточное дублирование данных и аномалии
- •Формирование исходного отношения
- •5.2. Метод нормальных форм
- •Зависимости между атрибутами
- •Выявление зависимостей между атрибутами
- •Нормальные формы
- •6. Перспективыразвития бд и субд
Формирование исходного отношения
Проектирование БД начинается с определения всех объектов, сведения о которых будут включены в базу, и определения их атрибутов. Затем атрибуты сводятся в одну таблицу - исходное отношение.
Пример.Формирование исходного отношения. Предположим, что для учебной части факультета создается БД о преподавателях. На первом этапе проектирования БД в результате общения с заказчиком (заведующим учебной частью) должны быть определены содержащиеся в базе сведения о том, как она должна использоваться и какую информацию заказчик хочет получать в процессе ее эксплуатации. В результате устанавливаются атрибуты, которые должны содержаться в отношениях БД, и связи между ними. Перечислим имена выделенных атрибутов и их краткие характеристики:
ФИО- фамилия и инициалы преподавателя. Исключаем возможность совпадения фамилии и инициалов у преподавателей.
Должн- должность, занимаемая преподавателем.
Оклад- оклад преподавателя.
Стаж- преподавательский стаж.
Д_Стаж- надбавка за стаж.
Каф- номер кафедры, на которой числится преподаватель.
Предм- название предмета (дисциплины), читаемого преподавателем.
Группа- номер группы, в которой преподаватель проводит занятия.
ВидЗан- вид занятий, проводимых преподавателем в учебной группе.
Одно из требований к отношениям заключается в том, чтобы все атрибуты отношения имели атомарные (простые) значения. В исходном отношении каждый атрибут кортежа также должен быть простым. Пример исходного отношения ПРЕПОДАВАТЕЛЬ приведен в таблице 5.4.
Таблица 5.4. Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
ФИО |
Должн |
Оклад |
Стаж |
ДСтаж |
Каф |
Предм |
Группа |
ВидЗан |
Иванов И.М. |
преп |
500 |
5 |
100 |
25 |
СУБД |
256 |
Практ |
Иванов И.М. |
преп |
500 |
5 |
100 |
25 |
ПЛ/1 |
123 |
Практ |
Петров М.И. |
ст. преп |
800 |
7 |
100 |
25 |
СУБД |
256 |
Лекция |
Петров М.И. |
ст. преп |
800 |
7 |
100 |
25 |
Паскаль |
256 |
Практ |
Сидоров Н.Г. |
преп |
500 |
10 |
150 |
25 |
ПЛ/1 |
123 |
Лекция |
Сидоров Н.Г. |
преп |
500 |
10 |
150 |
25 |
Паскаль |
256 |
Лекция |
Егоров В.В. |
преп |
500 |
5 |
100 |
24 |
ПЭВМ |
244 |
Лекция |
Указанное отношение имеет следующую схему ПРЕПОДАВАТЕЛЬ(ФИО, Должн, Оклад, Стаж, Д_Стаж, Каф, Предм, Группа, ВидЗан). Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ содержит избыточное дублирование данных, которое и является причиной аномалий редактирования. Различают избыточность явную и неявную.
Явная избыточностьзаключается в том, что в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ строки с данными о преподавателях, проводящих занятия в нескольких группах, повторяются соответствующее число раз. Например, в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ все данные по Иванову повторяются дважды. Поэтому, если Иванов И.М. станет старшим преподавателем, то этот факт должен быть отражен в обеих строках. В противном случае будет иметь место противоречие в данных, что является примером аномалии редактирования, обусловленной явной избыточностью данных в отношении.
Неявная избыточностьв отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ проявляется в одинаковых окладах у всех преподавателей и в одинаковых добавках к окладу за одинаковый стаж. Поэтому, если при изменении окладов за должность с 500 на 510 это значение изменят у всех преподавателей, кроме, например, Сидорова, то база станет противоречивой. Это пример аномалии редактирования для варианта с неявной избыточностью.
Средством исключения избыточности в отношениях и, как следствие, аномалий является нормализация отношений, рассмотрим ее более подробно.