Проектирование реляционных БД

При проектировании БД решаются 2 основные проблемы: 1.каким образом отобразить объекты предметной области в абстрактные объекты модели данных, чтобы это отображение не противоречило семантике(смыслу) предметной области и было по возможности лучшим -проблема логического проектирования БД. 2.как обеспечить эффективность выполнения запросов к БД, каким образом СУБД имея ввиду особенности конкретной СУБД расположить данные во внешней памяти, создание каких дополнительных структур потребовать- проблема физического проектирования БД проблема проектирования реляционной БД состоит в принятии решений: 1 из каких отношений должна состоять БД, 2 какие атрибуты должны быть у этих отношений. Проектирование реляционной БД с использованием нормализации Сначала рассмотрим классический подход при котором весь процесс проектирования производится в терминах реляционной модели данных, методом последовательных приближений к удовлетворительному набору схем отношений. Исходной точкой является представление предметной области в виде одного или нескольких отношений и на каждом шаге проектирования производится некоторый набор схем отношений, обладающих лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношения, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая. Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений и отношения находятся в некоторой нормальной форме, если удовлетворяют свойственному ей набору ограничений. Примером набора ограничений явл ограничение 1 норм формы- значение всех атрибутов атомарны. Поскольку требования первой нормальной формы является базовым требованием классической реляционной модели будем считать, что исходный набор отношений уже соответствует этому требованию. В теории реляционных БД выделяется след последовательность нормальных форм: 1 NF, 2 NF. 3 NF, BCNF /Бойса-Кодда/, 5 NF

40.Основные свойства нормальных форм.

Основные свойства нормальных форм: 1. каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей; 2. при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных форм сохраняются. В основе процесса проектирования лежит метод нормализации, декомпозиция отношения находящейся в предыдущей нормальной форме в 2 и более отношения удовлетворяющих требованиям следующей нормальной форме: наиболее важные на практике нормальные формы отношений основываются на фундаментальном в теории реляционных БД понятии функциональной зависимости. 1. В отношении R атрибут У(х) в том и только в том случае, если каждому значению х соответствует в точности 1 значение у: R.X→R.Y. 2. Полная функциональная зависимость. Функциональная зависимость R.X функционально определяет R.Y называют полной, если атрибут у не зависит функционально от любого точного подмножества х. 3. Транзитивная функциональная зависимость. Функциональная зависимость R.X→R.Y называется транзитивной, если существует такой атрибут z, что имеются функциональные зависимости: R.X→R.Z; R.Z→R.Y; R.X→R.Y и отсутствует функциональная зависимость R.Z→R.X. 4. Не ключевой атрибут называется любой атрибут отношения не входящий в состав первичного ключа. 5. Взаимно независимые атрибуты. 2 или более атрибута взаимно независимы, если ни один из них не является функционально зависимым от другого.

Вторая нормальная форма.

Предполагается, что единственным ключом отношения является первичный ключ. Отношение R находиться во 2NF в том случае, когда оно находится в 1NF и каждый не ключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа. Если допустить наличие нескольких ключей, то отношение R находится во 2NF в том случае, когда оно находится в 1NF и каждый не ключевой атрибут полностью зависит от каждого ключа R.

42. третья нормальная форма:

Отношение R находиться в 3 нормальной форме в том и только в том случае, если он находится во 2 нормальной форме и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Можно провести декомпозицию отношения сотрудники-отдел в два отношения сотрудники и отдел. Сотрудники(сотр_номер, отдел_номер) Первичный ключ: сотр_номер Функциональные зависимости: сотр_номер отд_номер Отделы (отд_номер, сотр_зарп) Первичный ключ: отд_номер Завмсимости: отд_номер сотр_зарп Каждое из этих двух отношений находятся в 3 нормальной форме и свободно от аномалий. Если отказаться от того ограничения что отношение обладает единственным ключом, то определение 3 нормальной формы примет вид: Отношение R находится в 3 нормальной форме в том и только в том случае если оно находится в 1 норм форме и каждый неключевой атрибут не является транзитивно зависимым от какого либо ключа R.

На практике 3 нормальная форма достаточна в большинстве случаев.