Тема 6. Логічне проектування баз даних

1. Етапи логічного проектування

2. Спрощення концептуальної моделі

2.1. Вилучення двосторонніх зв'язків "багато до багатьох"

2.2. Вилучення складних зв'язків

2.3. Вилучення багатозначних атрибутів

2.4. Вилучення рекурсивних зв'язків

2.5. Вилучення зв'язків з атрибутами

3. Методика перетворення ER-діаграм в реляційні структури

3.1. Сутності і атрибути

3.2. Зв'язки

3.3. Зв'язки "один до одного"

3.3.1. Обов'язкова участь для обох сутностей

3.3.2. Обов'язкова участь для однієї сутності

3.3.3. Необов'язкова участь для обох сутностей

3.4. Зв'язки "один до багатьох"

3.4.1. Необов'язкова участь сутності Викладач і обов'язкова участь сутності Дисципліна

3.4.2. Необов'язкова участь сутності Викладач і необов'язкова участь сутності Дисципліна

3.5. Зв'язки "багато до багатьох"

3.6. Інші види зв'язків

3.7. Зв'язки "суперклас – підклас"

4. Перевірка відношень за допомогою правил нормалізації

5. Перевірка відповідності відношень вимогам транзакцій користувачів

6. Перевірка підтримки цілісності

7. Приклад створення логічної моделі бази даних

Етапи логічного проектування

Логічне проектування виконується для певної моделі даних. Для реляційної моделі даних логічне проектування полягає у створенні реляційної схеми, визначенні числа і структури таблиць, формуванні запитів до БД, визначенні типів звітних документів, розробці алгоритмів обробки інформації, створенні форм для вводу і редагування даних в БД і рішенні цілого ряду інших задач. Концептуальні моделі за певними правилами перетворюються в логічні моделі даних. Коректність логічних моделей перевіряється за допомогою правил нормалізації,які дозволяють переконатися вструктурній узгодженості, логічній цілісності і мінімальній збитковості прийнятої моделі даних. Модель також перевіряється з метою виявлення можливостей виконання транзакцій,які будуть задаватися користувачами.Проектування являє собою циклічний процес. Етапи логічного проектування наведені на рис. 6.1.

 

 

Концептуальна модель

 

Усунення особливостей логічної моделі, які несумісні з реляційною моделлю:

 

- вилучення зв'язків M:N;

 

- вилучення рекурсивних зв'язків;

 

- вилучення складних зв'язків;

 

- вилучення багатозначних атрибутів;

 

- вилучення зв'язків з атрибутами

 

Визначення набору відношень

 

 

Перевірка відношень за допомогою правил нормалізації

 

Перевірка відповідності відношень вимогам транзакцій користувачів

 

Визначення вимог підтримки цілісності даних

 

Рис. 6.1. Етапи логічного проектування бази даних

 

Спрощення концептуальної моделі

Першим кроком спрощення концептуальної моделі є попередні перетворення з метою усунення зв'язків, які є несумісними з реляційною моделлю.

На цьому етапі виконуються такі операції:

· вилучення двосторонніх зв'язків M:N;

· вилучення складних зв'язків;

· вилучення багатозначних атрибутів;

· вилучення рекурсивних зв'язків;

· вилучення зв'язків з атрибутами.

2.1. Вилучення двосторонніх зв'язків "багато до багатьох"

Перетворення зв’язку "багато до багатьох" виконується шляхом введення проміжної сутності із заміною одного зв'язку M:N двома зв'язками 1:N з новою сутністю.

Приклад. Викладач може викладати багато Дисциплін, одну Дисципліну викладає багато Викладачів (рис. 6.2).

ВИКЛАДАЧ		ДИСЦИПЛІНА
Таб_номер(PK)		Код (PK)
Прізвище		Назва
Ім'я		Лекцій
По батькові		Практ.занять
Посада		Лаб.занять

а

TEACHER		TEACHING		SUBJECT
		T_Number (FK) (PK)
T_Number (PK)	SU_Cod (PK)
T_Surname		SU_Cod (FK) (PK)		SU_Title
T_Name				SU_Lecture
T_Patronymic				SU_Practice
T_Post		б	SU_Laboratory

 

Рис. 6.2. Перетворення зв'язку "багато до багатьох": а – зв'язок M:N;

б – результат перетворення − два зв'язку 1:N

У результаті перетворення отримана нова сутність, яка є слабкою і залежить від двох інших сутностей. Її первинний ключ складається з первинних ключів двох сутностей, а кожен атрибут окремо є вторинним ключем.

 

Вилучення складних зв'язків

Для вилучення складних зв'язків виконуються такі операції:

· у модель вводиться нова сутність;

· складний зв'язок замінюється бінарними зв'язками "один до багатьох" зі знов створеною сутністю;

· кількість бінарних зв'язків дорівнює ступеню складності зв'язку.

Приклад. Викладач може викладати багато Дисциплін,одну Дисципліну викладає багато Викладачів. З Дисципліни Викладач проводить Екзамен (рис. 6.3).

 

Рис. 6.3. Представлення тернарного зв'язку бінарними зв'язками: а – складний зв'язок Викладає; б –декомпозиція складного зв'язку на тридвосторонні зв'язки і нову сутність Екзамен