Поясн і т ь , чому небажані таблиці, що не задовільняють друг ій а б о трет ій нормальним формам.

1.5. Опишіть процес перетворення концептуальної моделі в реляц ійну для кожної з наступних конструкцій:

а. Об'єктна множина з атрибутами з ключем і без нього

b. Зв'язок одиндоодного

с. Зв'язок  одиндобагатьох

d..Відношення багатодобагато

e. Зв'язок конкретизації

f. Складена множина (Зв'язок з атрибутами)

g. Рекурсивне відношення

1. 6. Порівня й те наступні два підходи до моделювання даних:

a. Створення концептуальної моделі і подальше механічне перетворення її в нормалізовану реляційну схему.

b. Пропуск етапу створення концептуальної моделі і пряме створення реляційної моделі з подальшим застосуванням теорії нормалізації для виключення аномалій.

 

2. Вправи і задачі

2.1. Встанов і т ь відповідність між термінами і поясненнями до них:

нормальна форма область/ключ	а. Неключовий атрибут функціонально залежить від одного або декількох інших неключових атрибутів
друга нормальна форма	b. Кожен детермінант є ключем
атрибут реляційної таблиці	с. Значення атрибуту в тому випадку, якщо атрибут непридатний або значення невідоме
цілісність на рівні посилань	d. Несуперечність даних в базі даних
кортеж	е. Двовимірна таблиці, така, що містить стовпці і рядки даних
порожнє значення	f. Мінімальний набір атрибутів, що однозначно визначають кожен рядок
третя нормальна форма	g. У третій нормальній формі без багатозначних залежностей
первинний ключ	h. Зовнішній ключ, який посилається на свою власну таблицю
реляційна таблиця	i. Стовпець реляційної таблиці
рекурсивний зовнішній ключ	j. Значення непорожнього зовнішнього ключа має бути дійсним значенням ключа деякої таблиці
обмежувальна умова	k Ключ, що складається з декількох атрибутів
цілісність даних	l. Розділення реляційної таблиці на декілька таблиць
складений ключ	m. Рядок реляційної таблиці
розбиття реляційних таблиць	n. Ніякий неключовий атрибут не може залежати від частини ключа
перша нормальна форма	о. всі значення атрибутів мають бути атомарними
функціональна залежність	р. Ненавмисна втрата даних, викликана видаленням інших даних
аномалія видалення	q. Правило, що обмежує значення в базі даних
четверта нормальна форма	r. Вимагає, щоб кожна обмежувальна умова була наслідком визначень ключів і областей
ключ	s. Потенційний ключ, вибраний для переважного використання в цілях однозначного визначення рядків
транзитивна залежність	t. Значення атрибуту в кортежі визначає значення іншого атрибуту в кортежі

 

2.2. Використовуючи значення приблизних даних з БД «Постачальники, деталі і проекти» (Додаток, приклад 3), скажіть, яким буде результат кожної з наступних операцій(допустима/недопустима):

a. оновити проект J7, встановивши атрибут CITY рівним New York;

b. оновити деталь Р5, встановивши атрибут Р# рівним Р4;

c. оновити постачальника S5, встановивши атрибут S# рівним S8, якщо для відповідного правила оновлення встановлена опція RESTRICTED);

d. видалити постачальника S3, якщо для відповідного правила видалення встановлена опція каскадувати (CASCADES);

e. видалити деталь Р2, якщо для відповідного правила видалення встановле­на опція обмежити (RESTRICTED);

f. видалити проект J4, якщо для відповідного правила видалення встановлена опція каскадувати (CASCADES);

g. оновити постачання S1P1J1, встановивши атрибут S# рівним S2;

h. оновити постачання S5P5J5, встановивши атрибут J# рівним J7;

i. оновити постачання S5P5J5, встановивши атрибут J# рівним J8;

j. вставити постачання S5P6J7;

k. вставити постачання S4P7J6;

l. вставити постачання SlP2jjj (де jjj — значення номера проекту за умовчанням).

 

2.3. Розглян ь те наступну реляційну таблицю (заголовні букви п означают ь імена атрибутів, рядкові букви і цифри — значення атрибут і в):

Х

A	B	C	D	Е
а1	b2	с1	d3	е2
аЗ	b2	сЗ	d.2	е4
а1	bЗ	с1	d1	е2
а2	b4	с1	d4	е2

Обведіть в кружок ті функціональні залежності, які здаються виконаними для X.

а. А —> C b. D  —> Е с. C —> А d. Е —> B

е. Е —> А f. C —> B g. B — > D h. B —> А

 

Визначите можливий ключ X.

2.4. Розглян ь те наступну реляційну таблицю (заголовні букви позначають імена атрибутів, рядкові букви і цифри — значення атрибутів):

Y

A	B	C	D	E
a1	b2	с1	d3	е2
а2	b2	сЗ	dЗ	е4
а1	bЗ	с2	d1	е2
а2	b4	с5	d1	е5

Обведіть в кружок ті функціональні залежності, які не виконані для У.

а. А —> C b. D —> Е с. C —> А d. Е —> B

е. Е —> А f. C —> B g. B —> D h. B —> А

Визначити можливий ключ Y.

2.5. Розглян ь те наступну реляційну таблицю (заголовні букви позначають імена атрибутів, рядкові букви і цифри — значення атрибутів):

Z

А	B	C	D	Е
а1	b2	с2	d 3	е2
а1	b2	с2	d1	е4
а2	bЗ	с2	d1	е2
а2	b4	с5	d1	е5

Обведіть в кружок ті функціональні залежності, які виконані для Z.

а. Е —> D b. D — > Е с. C —> А d. Е—> В

е. Е —> А f. B —> C g. B —> D h. B —> А

 

Визначіть можливий ключ Z.

2. 6. Визнач і т ь первинні і зовнішні ключі для наступних відношень, що знаходяться в межах однієї схеми бази даних та побудуйте логічну схему:

2.6.1. а).(Код спортивного заходу, Назва заходу. Опис);

b).(Код судді, ФІО судді, Категорія, Службова адреса, Службовий телефон);

с).(Код спортивного заходу, Код судді,   Дата проведення).

2.6.2.а).(Код товару, Назва, Опис);

b).(Код товару, Код продукту, Кількість);

с).(Код продукту, Назва продукту, Ціна продукту);

d).(Код накладної. Дата виписки, Дата оплати);

e).(Код накладної, Код товару, Кількість товару).

2.6.3. а).(Особистий номер аспіранта, Прізвище, Ім'я, По батькові, Стать, Дата народження, Дата вступу, Код спеціальності);

b).(Код спеціальності, Спеціальність, Опис);

с).(Особистий номер аспіранта, Тема, Науковий керівник, Дата затвердження);

d).(Код дисципліни, Назва дисципліни, ФІО викладача);

d).(Особистий номер аспіранта, Код дисципліни, Оцінка, Дата здачі).

 

2.7. Для кожної з наступних реляційних таблиць визначіть, яким нормальним формам задовольняють таблиці (якщо такі є) і покажіть, як розбити таблицю на декілька таблиць, кожна з яких задовольняє нормальній формі найвищого порядку.

a.   ПРАЦІВНИК {ID_ПР, ПІП, АДРЕСА, ТЕЛЕФОН, БАТЬКО, СПЕЦІАЛЬНІСТЬ}

ФЗ:  АДРЕСА > ТЕЛЕФОН

b.   РОБІТНИК { Р_ ID, Р_ ПІП, ДРУЖИНА_SS#,  ДР_ ПІП}

ФЗ: ДРУЖИНА_SS# > ДР_ПІП

 

c.    ПОСТАВКИ { ДАТА, КЛІЄНТ Т ОВАР, ПОСТАЧАЛЬНИК, П_МІСТО, МЕНЕДЖЕР}

ФЗ1:    КЛІЄНТ > МЕНЕДЖЕР;

ФЗ2: VENDOR > VENDORCITY;

ФЗ3: PRODUCT > VENDOR.

 

d    ПРАЦІВНИК {ID_ПР, ПІП, АДРЕСА, ТЕЛЕФОН, БАТЬКО, АДРЕСА_ Б }

 ФЗ: БАТЬКО > АДРЕСА_ Б

 

t.    WORKER { WID, WNAME, SPOUSENAME, CHILDREN}

f.    СТУДЕНТ {СТУДЕНТ#, ПІП_С,, ЕТАЖ, СТАРОСТА}

ФЗ: ГУРТОЖИТОК, ЕТАЖ > СТАРОСТА

 

2.8. У таблиці. 1 приведені дані про дантистів і призначення на прийом, які вони зробили своїм пацієнтам. Пацієнт винен прийти на прийом до дантиста в указаний кабінет в заздалегідь призначений день і годину У кожен з днів прийому дантист має право займати деякий кабінет.

Таблиця 1. Відомості про дантистів, їх пацієнтів і призначення на прийом

ID_лікаря	ПІП_лікаря	Pat_No	ПІП_пацієнта	Дата	Час	No_кабінета
S1011	Білоус Н	P100	Бойко Б.	12Вер10	10.00	S15
S1011	Білоус Н	P105	Губа Ю.	12Вер10	12.00	S15
S1024	Стадник М.	P108	Вознюк І.	12Вер10	10.00	S10
S1024	Стадник М	P108	Вознюк І.	14Вер10	14.00	S10
S1032	Копін О.	P105	Губа Ю.	14Вер10	16.30	S15
S1032	Копін О	P110	Пецун Г.	15Вер10	18.00	S13

a. Представлені в табл.1 дані уразливі по відношенню до аномалій оновлення. Приведіть приклади аномалій вставки, видалення і зміни даних.

b. Опишіть і проілюструйте процес нормалізації даних, представлених в таблиці. 1, аж до НФБК. Обгрунтуйте будьякі допущення, зроблені вами відносно даних з цієї таблиці.

c. Чи будуть отримані в завданні 2.8 НФБКвідношения також знаходитись в четвертій (4НФ) і п'ятій (5НФ|) нормальних формах?

2.9. Агентство Зайнятістьзаймається підбором співробітників з тимчасовою або неповною зайнятістю для роботи в готелях міста Кіровоград. У таблиці. 2 приведені дані про тривалість роботи співробітників агентства в різних готелях. Номер соціального страхування (атрибут NIN) унікальний для кожного співробітника агентства.

Таблиця 2. Дані про контракти агентства Зайнятість

NIN	Контракт_No	Години	С_ПІП	Г_No	Г_назва
1135	C1024	16	Медяник Л.	H25	Київ
1057	С1024	24	Степанов О.	H25	Київ
1068	С1025	28	Бойко П.	H4	Європа
1135	С1025	15	Медяник Л	H4	Європа

a. Представлені в таблиці. 2 дані вразливі по відношенню до аномалій оновлення. Приведіть приклади аномалій вставки, видалення і зміени даних.

b. Опишіть і проілюструйте процес нормалізації даних, представлених в таблиці. 2, аж до НФБК. Обгрунтуйте будьякі допущення, зроблені вами відносно даних цієї таблиці.

c. Чи будуть отримані в завданні 11.2. НФБКвідношення також знаходитися в четвертій (4НФ) і п'ятій (5НФ) нормальних формах?

2.10. Створіть реляційну схему, всі таблиці якої мають 4НФ, для наступноїї інформації компанії по страхуванню життя:

У компанії є велика кількість полісів. Для кожного поліса ми хочемо знати номер соціальної страховки утримувача поліса, його ім'я, адресу і дату народження. Нам також потрібно знати номер поліса, річний відсоток і суму виплати в разі смерті. Крім того, ми хочемо знати номер агента, ім'я і адресу мешкання агента, що виписав поліс. Утримувач поліса може мати декілька полісів, і один агент може виписувати багато полісів.

2.11. Перетворіть наступні концептуальні моделі в реляційні схеми, що показують імена реляційних таблиць, атрибути, ключі і зовнішні ключі..

а. Мал..1 додаток до теми 4

b. Мал. 2 додаток до теми 4

2.12. Перетворіть концептуальні моделі, створені в темі 3 (приклади 2.10, 2.11) в реляційні схеми

 

3. Проекти і професійні питання

Для наступних задач виконайте завдання:

a. Не користуючись концептуальним моделюванням, створіть реляційну схему бази даних. Ваша схема повинна містити реляційні таблиці, приведені до четвертої нормальної форми.

b. Спочатку створіть концептуальну модель, а потім перетворіть її в реляційну за допомогою правил переходу. Порівняйте результати.

Задачі:

У базі даних «Персонал компанії» повинна зберігатися наступна інформація про персонал деякої компанії:

Ø У компанії є декілька відділів.

Ø У відділі є декілька співробітників, декілька проектів та декілька кабінетів.

Ø Кожен співробітник має план роботи (декілька завдань). Для кожної роботи існує відомість – перелік грошових сум, які отримує співробітник за виконання роботи.

Ø У кожному кабінеті є декілька телефонів.

 

У базі даних повинна зберігатися наступна інформація

· Для кожного відділу: номер відділу (унікальний), бюджет і номер співробітника, який очолює цей відділ (унікальний).

· Для кожного співробітника: номер співробітника (унікальний), номер поточного проекту, номер кабінету, номер телефону, а також назва виконуваної роботи разом з датами і розмірами всіх оплат, отриманих за виконання даної роботи.

· Для кожного проекту: номер проекту (унікальний) і бюджет.

· Для кожного кабінету: номер кабінету (унікальний), площа в квадратних метрах, номери (унікальні) всіх телефонів, встановлених в цьому кабінеті.

Складіть відповідну множину нормалізованих відношень для представлення цієї інформації, а також семантичні твердження на основі заданних ФЗ.

3.2. У базі даних системи обліку замовлень міститься інформація про клієнтів, товари і замовлення згідно приведеному нижче плану.

· Для кожного клієнта:

номер клієнта (унікальний); адреса доставки (декілька для кожного клієнта);

максимальний розмір кредиту; знижка.

· Для кожного замовлення:

інформація заголовка:

номер клієнта,адреса доставки, дата виконання замовлення;

  рядки даних (декілька для кожного замовлення):

 номер товару, кількість даного товару.

· Для кожного товару:

номер товару (унікальний); заводивиготівники; кількість товару на кожному заводі;

максимальна кількість товару, що зберігається, на кожному заводі; опис товару.

Для внутрішнього обліку також вводиться величина "кількість для доставки", зв'язана з кожним рядком кожного замовлення. Ця величина спочатку встановлюється рівною кількості замовленого товару, а після виконання постачання обнуляється.

Складіть макет такої бази даних, а також, як і в попередній вправі, вкажіть семантичні твердження на основі заданих ФЗ.

3.3. Учбова база даних включає інформацію про систему процеса навчання всередині компанії. Для кожного курсу навчання база даних містить інформацію про всі необхідні умови і пропозиції такого курсу; а для кожної пропозиції вона містить подробиці про всіх викладачів і студентів, зареєсттрованих для такої пропозиції. База даних також містить інформацію про співробітників. Відповідні відношення описані нижче:

COURSE(курс) {COURSE#, TITLE }

PREREQ { SUP__COURSE#, SUB_COURSE# }

OFFERING(пропозиції) { COURSE#, OFF#, OFFDATE, LOCATION (розташування)}

TEACHER(навчання) { COURSE#, OFF#, EMP# }

ENROLLMENT(реєстрація) { COURSE#, OFF#, EMP#, GRADE(клас) }

EMPLOYEE(співробітник) {EMP#, ENAME, JOB(робота) }

Сенс відношення PREREQ(необхідна умова) полягає в тому, що старший курс (SUP_COURSE#|) має підлеглий курс (SUB_COURSE#) як безпосередня необхідна умова; інші відношення мають бути зрозумілі без додаткових пояснень.

3.4. Нехай деяка база даних містить інформацію про розповсюджувачів продукції, регіонм розповсюдження і про саму продукцію. Кожен розповсюджувач відповідає за продажі в одному або декількох регіонах, а кожен регіон має одного або декількох розповсюджувачів. Аналогічно, кожен розповсюджувач продає один або декілька видів продукції, а кожен вид продукції розповсюджується одним або декількома розповсюджувачами. Кажен вид продукції продається в кожному регіоні, проте два розповсюджувачі не можуть продавати один і той же продукт в одному і тому ж регіоні. Всі розповсюджувачі продають однаковий набір продукції в кожному регіоні, за який вони відповідають.

3.5. Перетворіть концептуальні моделі,створені в темі 3 в розділі Проекти групової роботи і професійні питання:

a. задача 3.1;

b. задача 3.2;

c. задача 3.3.

Словник термінів до теми 4

Аномалія введення. Неможливість введення даних в базу даних через відсутність інших даних.

Аномалія оновлення. Суперечність даних, пов'язана з надмірністю даних і частковим оновленням.

Аномалія видалення. Ненавмисна втрата даних, викликана видаленням інших даних.

Атомарне значення. Значення, що немає безліччю значень або групою, що повторюється.

Атрибут реляційної таблиці     Стовпець реляційної таблиці

Друга нормальна форма Ніякий неключовий атрибут не може залежати від частини ключа

Детермінант. Атрибут(ы) в лівій частині функціональної залежності; визначає(ют) значення інших атрибутів кортежу.

Надмірність даних. Повторення даних в базі даних.

Кортеж   Рядок реляційної таблиці

Багатозначна залежність (МЗЗ). Обмеження, що гарантує взаємну незалежність багатозначних атрибутів.

Нормалізація. Процес перетворення реляційних таблиць в стандартну форму.

Нормальна форма БойсаКодда (НФБК). Кожен детермінант є ключем.

Нормальна форма область/ключ      Вимагає, щоб кожна обмежувальна умова була наслідком визначень ключів і областей

Нормальна форма. Правила структуризації реляційних таблиць щоб уникнути аномалій.

Область атрибуту. Множина, в якій атрибут набуває значень.

Зворотний вивід. Логічний ланцюжок правив від висновку до посилки.

Обмежувальна умова Правило, що обмежує значення в базі даних

Перша нормальна форма Всі значення атрибутів мають бути атомарними

Потенційний ключ. Будьякий набір атрибутів, який може бути вибраний як ключ реляційної таблиці.

Правило категорією цілісності. Ніякий ключовий атрибут рядка не може бути порожнім.

П'ята нормальна форма (5НФ). Нормальна форма, що виключає сумісні залежності.

Розбиття реляційних таблиць Розділення реляційної таблиці на декілька таблиць

Рекурсивне відношення. Відношення, що пов'язує об'єктну множину з ним самим.

Рекурсивний зовнішній ключ   Зовнішній ключ, який посилається на свою власну таблицю

Реляційна модель даних. Модель даних, що представляє дані у вигляді таблиць.

Реляційна схема бази даних.    Список, що містить імена реляційних таблиць, імена атрибутів, ключові атрибути і зовнішні ключі.

Реляційна таблиця Двовимірна таблиці, така, що містить стовпці і рядки даних

Суперключ Набор атрибутів, що однозначно визначають кожен рядок реляційної таблиці.

Транзитивна залежність Неключовий атрибут функціонально залежить від одного або декількох інших неключових атрибутів

Третя нормальна форма Кожен детермінант є ключем

Функціональна залежність t. Значення атрибуту в кортежі визначає значення іншого атрибуту в кортежі

Функціонально визначати. Однозначно визначати значення.

Цілісність даних Несуперечність даних в базі даних

Цілісність на рівні посилань Значення непорожнього зовнішнього ключа має бути дійсним

Додаток.

Приклад 1 [10]. Модель данных заказа Консультационной Службы Мануоринг

Приклад 2 Модель даних для розширеної форми замовлення

 

 

Приклад 3 [5].