Лекция 4. Методы проектирование реляционной модели данных

Функциональные зависимости. Проектирование логической модели БД. Отображение концептуальной модели ПО в логическую модель БД. Нормальные формы, алгоритмы нормализации. Многозначные зависимости.

1. Аномалии реляционной модели бд

Проектирование логической модели БД должно решать задачи минимизации дублирования данных и упрощения процедур их обработки и обновления. При неправильно спроектированной схеме БД могут возникнуть аномалии модификации данных. Они обусловлены отсутствием средств явного представления типов множественных связей между объектами предметной области и неразвитостью средств описания ограничений целостности на уровне модели данных. Не все РБД обладают одинаковыми свойствами. В случае неправильного её проектирования реляционная модель БД (РМБД) может обладать аномалиями, которые значительно ухудшают характеристики её работы. Аномалии связаны с проблемами реализации операций изменения состояния БД. Различают следующие виды аномалий:

• Аномалии обновления.

• Аномалии добавления.

• Аномалии удаления.

Наличие аномалий связано со схемой отношения и наличием нежелательных функциональных зависимостей в схеме отношения.

Основной задачей логического этапа проектирования является РБД отображение объектов предметной области в объекты используемой модели данных. Такое отображение должно адекватно отображать семантику предметной области и быть наилучшим (эффективным, удобным и т.д.). С точки зрения выбранной СУБД задача логического проектирования реляционной базы данных состоит в обоснованном принятии решений о том:

• из каких отношений должна состоять база данных;

• какие атрибуты должны быть у этих отношений;

• какие ключевые атрибуты должны быть определены для каждого отношения;

• какие ограничения должны быть наложены на атрибуты и отношения базы данных, чтобы обеспечить ее целостность.

Требования к выбранному набору отношений и составу их атрибутов должны удовлетворять следующим условиям:

• отношения должны отличаться минимальной избыточностью атрибутов;

• выбранные для отношения первичные ключи должны быть минимальными;

• отношение должно находиться в 3НФ или НФБК;

• выбор отношений и атрибутов должен обеспечивать минимальное дублирование данных

Классический подход к проектированию РМБД основан на последовательном приближении схемы БД к удовлетворительному набору схем отношений. Основой этого процесса является представление предметной области в виде канонической схемы, которая представляет собой одно или несколько отношений. На каждом шаге проектирования производится изменение набора схем отношений, каждое из которых обладает лучшими свойствами. Сам процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами, в некотором смысле, лучшими, чем предыдущая. Нормализация представляет собой декомпозицию отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, на два или более отношений, которые удовлетворяют требованиям следующей нормальной формы. В настоящее время. В связи с тем, что предмтеные области применения БД становятся щчень сложными, используется подход, основанный на преобразовании ER-модели в РМБД, а затем полученная модель дорабатывается с учетом требований 3-й нормальной формы.