Нормализация отношений

Таблицы реляционной БД должны отвечать требованиям нормализации отношений. Нормализация отношений – это формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение базы данных.

Имеется три нормальные формы отношений.

Первая нормальная форма. Реляционная таблица приведена к первой нормальной форме, если все ее поля простые (т.е. далее неделимые).

Вторая нормальная форма. Реляционная таблица задана во второй нормальной форме, если она приведена к первой нормальной форме, и каждый неключевое поле полностью зависит от любого возможного ключа. Чтобы привести таблицу ко второй нормальной форме, необходимо определить функциональную зависимость полей. Функциональная зависимость полей – это зависимость, при которой в экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Третья нормальная форма. Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме, и отсутствует транзитивная зависимость полей. Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, когда одно из двух описательных полей зависит от ключа, а другое описательный поле зависит от первого описательного поля.

Семантическое моделирование данных, er-диаграммы

Семантическое моделирование представляет собой моделирование структуры данных, опираясь на смысл этих данных. В качестве инструмента семантического моделирования используются различные варианты диаграмм сущность-связь (ER - Entity-Relationship).

Основные понятия ER-диаграмм:

1. Сущность - это класс однотипных объектов, информация о которых должна быть учтена в модели. Каждая сущность должна иметь наименование, выраженное существительным в единственном числе.

2. Экземпляр сущности - это конкретный представитель данной сущности.

3. Атрибут сущности - это именованная характеристика, являющаяся некоторым свойством сущности. Наименование атрибута должно быть выражено существительным в единственном числе.

4. Ключ сущности - это неизбыточный набор атрибутов, значения которых в совокупности являются уникальными для каждого экземпляра сущности. Неизбыточность заключается в том, что удаление любого атрибута из ключа нарушается его уникальность. Сущность может иметь несколько различных ключей.

5. Связь - это некоторая ассоциация между двумя сущностями. Одна сущность может быть связана с другой сущностью или сама с собою.

При разработке ER-моделей мы должны получить следующую информацию о предметной области:

1. Список сущностей предметной области.

2. Список атрибутов сущностей.

3. Описание взаимосвязей между сущностями.

ER-диаграммы удобны тем, что процесс выделения сущностей, атрибутов и связей является итерационным.

Целостность данных

Обеспечение целостности данных гарантирует качество данных в таблице.

При планировании таблиц имеются два важных шага: определить допустимые значения для столбца и решить, каким образом обеспечить целостность данных в этом столбце. Целостность данных подразделяется на следующие категории:

-сущностная целостность;

-доменная целостность;

-ссылочная целостность;

-пользовательская целостность;

Сущностная целостность определяет строку как уникальную сущность в конкретной таблице. Она обеспечивает целостность столбцов идентификаторов или первичного ключа таблицы с помощью индексов и ограничений.

Доменная целостность — это достоверность записей в конкретном столбце. Она включает ограничения типа данных, ограничения формата при помощи ограничений CHECK и правил, а также ограничения диапазона возможных значений при помощи ограничений FOREIGN KEY, CHECK, DEFAULT, определений NOT NULL и правил.

Ссылочная целостность сохраняет определенные связи между таблицами при добавлении или удалении строк. Ссылочная целостность гарантирует согласованность значений ключей во всех таблицах. Этот вид целостности требует отсутствия ссылок на несуществующие значения, а также обеспечивает согласованное изменение ссылок во всей базе данных при изменении значения ключа.

При обеспечении ссылочной целостности не допускает:

-добавления или изменения строк в связанной таблице, если в первичной таблице нет соответствующей строки;

-изменения значений в первичной таблице, которое приводит к появлению потерянных строк в связанной таблице;

-удаления строк из первичной таблицы, если имеются соответствующие ей строки в связанных таблицах.