2.3.3. Достоинства и недостатки реляционной модели данных

 

Достоинствами  являются:

простота представления данных;

удобство модификации отношений;

минимальная избыточность данных, достигаемая при нормализации отношений.

К недостаткам следует отнести:

невысокую скорость работы с данными;

значительную фрагментацию данных вследствие нормализации отношений, в то время как в большинстве задач необходимо объединение фрагментированных данных.

2.3.4. Операции над отношениями

 

Программные средства, обеспечивающие обработку реляционных таблиц, выполняют  над отношениями:

традиционные операции над множествами: пересечение, вычитание, декартово произведение;

специальные операции: проекция, выбор, соединение, деление.

Операции объединения, пересечения, вычитания производятся над двумя исходными отношениями R₁ и R ₂ с одинаковой структурой. Результатом является отношение такой же структуры, включающее:

кортежи, присутствующие в каждом из отношений R₁ и R ₂ одновременно - если выполнялось пересечение R₁ R ₂ ;

кортежи и из R_1, и из R _2, за исключением дубликатов-кортежей - если выполнялось пересечение R₁ R ₂;

кортежи из R_1, которых нет в R 2 - если выполнялось вычитание R₁-R _2.

Декартово произведение является операцией над двумя отношениями R₁ и R _2, имеющими в общем случае разную структуру. Результат - отношение R_1* R ₂   -  содержит число кортежей, равное произведению количеств кортежей в исходных отношениях.

Операция выбора выполняется над одним отношением -  по заданному условию производится выборка подмножества кортежей.

Проекция – операция выбора, которая переносит в результирующее отношение домены исходного отношения, указанные в условии операции.

Соединение отношений выполняется над двумя отношениями R₁ и R ₂ и создает одно результирующее. Каждый кортеж R₁ сопоставляется со всеми кортежами R ₂ и, если для этой пары кортежей соблюдается условие соединения, то они сцепляются и образуют очередной кортеж в результирующем отношении.

Деление – операция над двумя отношениями R₁ и R _2, имеющими в общем случае разные структуры и некоторые одинаковые домены. Структура результирующего отношения получается исключением из множества доменов в R₁ множества доменов в R _2. Среди кортежей не должно быть дубликатов.

3. Проектирование реляционной базы данных

3.1. Проектирование и его принципы

 

Под проектированием понимают процесс создания описаний нового или модернизируемого объекта (изделия, процесса), достаточных для изготовления или реализации этого объекта в заданных условиях. Проектирование начинается при наличии задания на проектирование, в котором отражены цель, задачи и потребности в получении некоторого объекта. Задание представляется в виде некоторых документов и является исходным описанием документа.

Проектирование – процесс,  заключающийся в преобразовании исходного описания в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера. Процесс проходит стадии промежуточных описаний, которые называются проектными решениями. Часть проекта, которая заканчивается получением промежуточного проектного решения, называется проектной процедурой. Более мелкие составные части, выполняемые в составе проектной процедуры, называются проектными операциями.

В описании объекта выделяют:

функциональный аспект. Он связан с отображением основных принципов функционирования, характера процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в соответствующих функциональных, конструкторских и т.п. схемах и сопровождающих их документах;

конструкторский аспект, который связан с реализацией результатов функционального проектирования, т. е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве;

технологический аспект, относящийся к реализации результатов конструкторского проектирования. Он связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

Проектирование сложных объектов базируется на следующих основных принципах:

декомпозиция и иерархичность описания объектов;

многоэтапность  и итерационность проектирования;

типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описаний, а принцип декомпозиции – разбиение представлений каждого уровня на ряд составных частей с возможностями раздельного проектирования.

Проектирование сложного объекта (как системы взаимосвязанных и взаимодействующих элементов) включает ряд последовательных этапов: предпроектные исследования, разработка технического задания, эскизного, технического,  рабочего проектов, испытаний и внедрения. Система может  разрабатываться в условиях, когда ее элементы не определены (нисходящее проектирование), и элементы могут проектироваться раньше системы (восходящее проектирование). Проектирование представляет собой итерационный процесс, в котором попеременно выполняются процедуры внешнего и внутреннего проектирования. Внешнее – разработка технического задания на систему, а внутреннее – проектирование по сформулированному техническому заданию.

Использование типовых проектных решений приводит к упрощению и ускорению проектирования (ввиду многократного использования однократно разработанных элементов). Унификация целесообразна в таких классах объектов, в которых на основе спроектированного небольшого числа разновидностей элементов предстоит проектирование большого числа разнообразных систем.

Проектирование, при котором все или часть проектных решений получают при помощи компьютера, называют автоматизированным, а проектирование, выполняемое без компьютера – неавтоматизированным.