Слайд 1
Тема: «Реляционная модель, проектирование баз данных»
Составил зав. кафедрой «Информационные и
вычислительные системы»
дтн, профессор А.Д.Хомоненко
ПГУПС 2011
Слайд 2Вопросы
Реляционная модель
Проектирование реляционных баз данных
Организация запросов к базам данных
Операторы
SQL
Слайд 3Литература
Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных. Учебник.4-е издание.
– СПб.: КОРОНА принт, 2004. – 736 с.
Дейт К.Дж. Введение
в системы баз данных.: Пер. с англ. – 6-е изд. – К.: Диалектика, 1998. – 784 с.
Кузнецов С.Д. Основы баз данных: учебное пособие. – М.: Интернет-Университет Информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 484 с.
Слайд 4Реляционная модель
Основывается на понятии отношение (relation). Отношение представляет множество элементов,
называемых кортежами.
Наглядной формой представления отношения является двумерная таблица.
Достоинства: простота,
понятность и удобство физической реализации.
Недостатки: отсутствие стандартных средств идентификации записей и сложность описания иерархических и сетевых связей.
Слайд 6Состав таблицы БД
Рис. Представление отношения СОТРУДНИК
Слайд 7Структура таблицы БД
Каждая таблица имеет свою структуру, которую образуют:
описание полей;
ключи;
индексы;
ограничения
на значения полей;
ограничения ссылочной целостности между таблицами;
права доступа.
Слайд 8Проектирование реляционных БД
Заключается в разработке структуры данных, т. е. в
определении состава таблиц и связей между ними.
Структура данных должна
быть эффективной и обеспечивать:
быстрый доступ к данным;
отсутствие дублирования (повторения) данных;
целостность данных.
Слайд 9Проектирование БД
Три основных подхода.
Сбор информации об объектах задачи в рамках
одной таблицы (отношения) и последующая декомпозиция ее на несколько взаимосвязанных
таблиц на основе нормализации отношений.
Формулирование знаний о системе (определение типов исходных данных и их взаимосвязей) и требований к обработке данных, получение с помощью средств автоматизации разработки ПО (CASE-средств) схемы БД или прикладной ИС.
Структурирование информации в процессе системного анализа на основе совокупности правил и рекомендаций.
Слайд 11Недостатки таблицы
жесткость (обязательная модификация самой таблицы при изменении постановки задачи,
например, если потребуется хранить данные о количестве и именах детей
сотрудников);
избыточность данных (под избыточностью понимают дублирование данных, содержащихся в БД) и, как следствие, потенциальная противоречивость и повышенный расход ресурсов.
Слайд 12Избыточности и аномалии
Виды аномалий:
удаления;
обновления;
ввода.
Слайд 13Пример не избыточного дублирования (аномалия удаления)
Слайд 15Пример нормализации отношений путем разбиения на две таблицы
Слайд 16Отношения между атрибутами
Между атрибутами отношения существуют следующие основные виды зависимостей:
функциональные;
многозначные;
транзитивные.
Определение.
Атрибут В функционально зависит от атрибута А, если каждому значению
А соответствует в точности одно значение В.
Слайд 17Отношения между атрибутами
А и В могут состоять из нескольких атрибутов
(быть составными).
Различают частичную и полную функциональные зависимости. Под частичной функциональной
зависимостью понимают зависимость неключевого атрибута от части составного ключа.
Полная функциональная зависимость – зависимость неключевого атрибута от всего составного ключа.
В отношении R атрибут В многозначно зависит от атрибута А, если каждому значению А соответствует множество значений В, не связанных с другими атрибутами из R.
Слайд 18Виды многозначных зависимостей
«один ко многим» (1 : М) – одному
значению атрибута А соответствует несколько значений атрибута В;
«многие к
одному» (М : 1) – несколько значений атрибута А соответствует одному значению атрибута В;
«многие ко многим» (М : М) – нескольким значениям атрибута А соответствует несколько значений атрибута В.
Слайд 19Транзитивное отношение
Определение. Атрибут С зависит от атрибута А транзитивно, если
для атрибутов А, В и С выполняются следующие условия: атрибут
С функционально зависит от атрибута В, а атрибут В функционально зависит от атрибута А, но обратная зависимость отсутствует.
Слайд 20Нормальные формы
Отношение находится в первой нормальной форме, если все его
атрибуты являются простыми (имеют единственное значение, а не массив, список,
множество и т. д.).
Исходное отношение строится таким образом, чтобы оно было в 1НФ.
Перевод отношения в следующую нормальную форму осуществляется методом разбиения (декомпозиции) без потерь.
Слайд 21Нормальные формы
Отношение имеет вторую нормальную форму, если оно имеет 1НФ
и каждый атрибут отношения, не входящий ни в один ключ
(т. е. не ключевой атрибут), полностью зависит от любого возможного ключа целиком, а не от его подмножества.
Приведение отношения ко второй нормальной форме позволяет убрать зависимость не ключевых атрибутов от части ключа.
Если все ключи в отношении состоят только из одного атрибута, то отношение автоматически имеет 2НФ.
Слайд 22Нормальные формы
Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится
в 2НФ и каждый не ключевой атрибут не транзитивно зависит
от первичного ключа.
3НФ исключает транзитивную зависимость атрибутов.