23. Нормализация отношений

Нормализация отношений – аппарат ограничений на формирование отношений, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых дан в БД, снижает трудозатраты на ведение БД.

Первая нормальная форма: отношение называется нормализованным, если все его атрибуты простые (неделимые).

Вторая нормальная форма. Функциональная зависимость реквизитов – это зависимость, при которой определенному значению ключевого реквизита соответствует только 1 значение описательного реквизита.

В случае наличия составного ключа вводится понятие функционально полной зависимости. Функционально полная зависимость неключевых атрибутов заключается в том, что каждый неключевой атрибут функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа. Отношение будет находится во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной формуле и каждый неключевой атрибут зависит от составного ключа.

3яя нормальная форма. Понятие третьей нормальной формулы основано на понятии нетранзитивной зависимости. Транзитивная зависимость- один из двух описательных реквизитов зависит от ключа, а другой описательный реквизит от первого описательного реквизита. Отношение будут находится в третьеей нормальной формуле, если оно находится во второй нормальной форме и каждый неключевой атрибут нетразитивно зависит от первичного ключа.

24. Операции реляционной модели данных

В реляционной модели считается, что все данные ИС представлены в виде таблиц. В рамках реляционной теории имеется список операций, которые можно осуществлять над таблицами таким образом, чтобы в результате выполнения операции снова получить реляционную базу данных. Обычно это следующие операции: базовые операции - ограничение - исключение из таблицы некоторых строк; проекция - исключение из таблицы некоторых столбцов; декартово произведение - из двух таблиц получается третья по принципу декартова произведения двух множеств строк; объединение - объединение множеств строк двух таблиц; разность - разность множеств строк двух таблиц; присвоение - именованной таблице присваивается значение выражения над таблицами; производные операции - группа операций соединения; пересечение - пересечение множеств строк двух таблиц; деление - позволяет отвечать на вопросы типа: "какие студенты посещают все курсы ?"; разбиение - позволяет отвечать на вопросы типа: "какие пять служащих в отделе наиболее оплачиваемы ?"; расширение - добавление новых столбцов в таблицу; суммирование - в новой таблице с меньшим, чем в исходной, числом строк, строки получены как агрегирование (например, суммирование по какому-то столбцу) строк исходной. Помимо "основных" таблиц, "изначально" присутствующих в БД, приведенные операции позволяют получать выводимые таблицы -"представления", получаемые в результате применения операций.

25. Системы управления базами данных

Создание баз данных, а также операции поиска и сортировки данных выполняются специальными программами – системами управления базами данных (СУБД). Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД), которые являются упорядоченными наборами данных, и системы управления базами данных (СУБД) - программы, управляющие хранением и обработкой данных.

СУБД – это программа, позволяющая создавать базы данных, а также обеспечивающая обработку (сортировку) и поиск данных. Системой управления базами данных является приложение Access, входящее в Microsoft Office.

Популярные СУБД выполняют следующие функции:

• хранение большого объема информации;

• быстрый поиск требуемой информации;

• добавление, удаление и изменение хранимой информации;

• вывод ее в удобном для человека виде.

СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации. В процессе упорядочения информации СУБД генерируют базы данных, а в процессе обработки сортируют информацию и осуществляют ее поиск. Информация в базах данных структурирована на отдельные записи, которыми называют группу связанных между собой элементов данных. Характер связи между записями определяет два основных типа организации баз данных: иерархический и реляционный.

В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической файловой системы.

Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу. Под записью здесь понимается строка двумерной таблицы, элементы которой образуют столбцы таблицы и называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

В реляционной БД используются четыре основных типов полей:

• Числовой

• Символьный (слова, тексты, коды и т.д.)

• Дата (календарные даты в форме «день/месяц/год»)

• Логический (принимает два значения: «да» - «нет» или «истина» - «ложь»).

Строки таблицы являются записями об объекте. Запись БД – это строка таблицы, содержащая набор значения определенного свойства, размещенный в полях базы данных.

Создание базы данных с использованием СУБД начинается с создания полей базы данных, установки их типов и ввода имен полей. Затем в режиме таблица или форма производится ввод, просмотр и редактирование записей базы данных. После этого в созданной базе данных можно осуществлять сортировку и поиск данных.

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,

• процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

• сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным критериям и т. п. Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы. Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Вопросы: