План ответа:

В реляционных БД логическое проектирование приводит к разработке схемы БД, то есть совокупности схем отношений, которые адекватно моделируют абстрактные объекты предметной области и семантические связи между этими объектами. Основой анализа корректности схемы являются так называемые функциональные зависимости между атрибутами БД. Некоторые зависимости между атрибутами отношений являются нежелательными из-за побочных эффектов и аномалий, которые они вызывают при модификации БД.

Для того, чтобы преобразовать концептуальную модель в логическую, необходимо:

1. Удалить связи M:N (многие ко многим).

Связь типа M:N заменяется двумя связями 1: M.

2. Удалить сложные связи.

Сложная связь – это связь, которая устанавливается между 3-мя и более сущностями. При преобразовании в логическую модель такая связь должна быть разбита на нужное количество бинарных связей. При разбиении требуется введение дополнительных сущностей.

Например, сдача в аренду. Это связь отражает отношения между работником компании, объектом, арендатором. Должна быть разбита на бинарные связи: работник компании – арендатор, арендатор – объект недвижимости.

3. Удалить рекурсивные связи.

Рекурсивные связи – это связи, в которых сущности взаимодействуют сами с собой. Такие связи устраняются введением промежуточных сущностей.

4. Удалить связи с атрибутами.

Если в концептуальной модели присутствуют связи, которые имеют собственные атрибуты, эти связи так же преобразуются путем введения новых сущностей.

5. Удалить множественные атрибуты.

Множественными называются атрибуты, которые могут одновременно иметь несколько значений для одного и того же экземпляра сущности. Избавиться от множественных атрибутов можно путем объединения новых сущностей.

Пример – телефонная сеть.

6. Перепроверить связи 1:1.

В процессе определения сущностей могут быть созданы две сущности, которые представляют один и тот же объект. Если эти сущности имеют разные первичные ключи, то первый указывается как первичный, а второй ключ – как альтернативный, и эти сущности объединяются в одну сущность.

7. Удалить избыточные связи.

Избыточная это связь, если одна и та же информация может быть получена не только с помощью этой связи, но и с помощью другой связи. После того, как получена структура локальной логической модели, необходимо определить набор отношений. Для этого для каждой сильной сущности создается отношение. Если имеются составные атрибуты, то в отношении составляется только составляющие и их простые атрибуты.

Для каждой слабой сущности тоже создается отношение. Дополнительно в это отношение добавляется атрибут внешнего ключа. Этот атрибут должен соответствовать первичному ключу сущности владельца.

8. Проверить модель с помощью правил нормализации.

Для решения проблемы аномалии модификации (удаления, добавления) данных при проектировании РБД проводится нормализация отношений. Обязательным является выполнение требований 3НФ Аппарат нормализации отношений и механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к 3НФ, был разработан Коддом:

- из отношений удаляются повторяющиеся группы атрибутов;

- устраняется частичная зависимость атрибутов от первичных ключей;

- устраняется транзитивная зависимость от первичных ключей;

- все детерминальные отношения были потенциальными ключами.

Нормализация отношений выполняется путём декомпозиции. Декомпозицией отношения R называется замена её совокупностью отношений А_i таких, что

и не требуется, чтобы отношения А_i были непересекающимися. Декомпозиция отношения должна обладать следующими свойствами:

1. Полнота - декомпозиция не должна приводить к потере зависимостей между атрибутами сущностей.

2. Восстановимость - должна существовать операция реляционной алгебры, применение которой позволит восстановить исходной отношение.

Отношение приведено к 1НФ, если все его атрибуты простые, т.е. неделимы (атомарны).

Отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа. Атрибут Y функционально зависит от атрибута X, если в любой момент времени каждому значению X=х соответствует единственное значение Y=y (X→Y). Для того чтобы привести отношение ко 2НФ, нужно:

• построить его проекцию, исключив атрибуты, которые не находятся в функционально полной зависимости от составного ключа;

• построить дополнительные проекции на часть составного ключа и атрибуты, функционально зависящие от этой части ключа.

Отношение находится в 3НФ, если оно находится во 2НФ и в нем отсутствуют транзитивные зависимости. Атрибут Z транзитивно зависит от атрибута X (XZ), если XY и YZ, но обратное соответствие отсутствует, т.е. Z не зависит от Y или Y не зависит от X.

Отношение находится в 4НФ, если оно находится в 3НФ и в нем отсутствуют нетривиальные многозначные зависимости. Многозначная зависимость существует, если заданным значениям атрибута X соответствует множество, состоящее из нуля (или более) значений атрибута Y (X–»Y).

Различают тривиальные и нетривиальные многозначные зависимости. Тривиальной называется такая многозначная зависимость X–»Y, для которой Y Ì X или X U Y = R, где R – рассматриваемое отношение. Тривиальная многозначная зависимость не нарушает 4НФ. Если хотя бы одно из двух этих условий не выполняется (т.е. Y не является подмножеством X или X U Y состоит не из всех атрибутов R), то такая многозначная зависимость называется нетривиальной.

Нормализация сокращает дублирование данных, но появление новых отношений усложняет поддержку логической целостности данных.

30 .	Понятие степени участия. Правило нахождения степени участия. Отражение степени связи в среде Erwin.