2.2.2 Разработка инфологической модели бд

Целью этапа инфологического проектирования является разработка концептуальной информационно-логической модели предметной области, отражающей логику информации предприятия. В предметной области в процессе ее исследования и анализа выделяются классы объектов [19].

ИЛМ предметной области представлена в виде ER-диаграммы предметной области, построенной по методологии Ричарда Баркера. Основные элементы ER – модели в методологии Ричарда Баркера: сущность, атрибуты, уникальные идентификаторы, опциональность атрибутов, связи, опциональность и переносимость связей, уникальность объекта из связи, супертипы, подтипы, арки.

ER-диаграмма – четырехугольник с закругленными углами. В нем описан класс объектов – это значимая вещь, о которой предприятие должно хранить информацию со свойствами – качественное или количественное описание класса объекта. Значение свойства может быть обязательным или необязательным. Такая характеристика свойства называется опциональностью свойства. ER-диаграмма по методологии Ричарда Баркера показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Инфологическая модель БД

Обязательность свойства помечается «*». Необязательные значения свойства помечается «о».

Уникальный идентификатор (УИ) – любая комбинация свойств и связей, используемых для однозначной идентификации объекта. Количество УИ в классе объектов может быть каким угодно. На диаграмме идентификатор обозначается «#», если УИ несколько, порядок обозначается числом в скобках.

Обязательная связь помечается сплошной линией, необязательная – пунктирной. Тип (мощность) связи «один» помечается линией, «много» – «вороньей лапой».

2.2.3 Разработка даталогической модели бд

После построения ИЛМ предметной области согласно этапам нисходящего проектирования проектируется даталогическая (ДЛМ) модель БД. Основным элементом структуры данных в ДЛМ является реляционное отношение. Существует несколько видов представления реляционного отношения: таблица, математическая запись, графическое изображение.

На графическом изображении название таблиц выделено. Помечены первичные ключи. Связи прорисованы линями, идущими горизонтально и вертикально. Линии связи идут от первичного ключа к соответствующему внешнему ключу. Возле атрибута внешнего ключа (на стороне «много») линия связи заканчивается черным кругом.

Даталогическая модель разрабатываемой базы данных отображена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Даталогическая модель реляционной БД

2.2.4 Нормализация отношений

Процесс проектирования БД с использованием метода нормальных форм является итерационным и заключается в последовательном переводе отношений из первой нормальной формы в нормальные формы более высокого порядка по определенным правилам.

Нормализация выполняется поэтапно.

Первая нормальная форма (1НФ). Для нее требуется, чтобы таблица базы данных была плоской и не содержала повторяющихся групп. У плоской таблицы есть только две характеристики - длина (количество записей или строк) и ширина (количество полей или столбцов). Такая таблица не должна содержать ячеек, включающих несколько значений.

Никакую из систем управления базами данных (СУБД) не удовлетворяет только 1НФ, так как в этом случае необходимо определить большое число полей, многие из которых остаются в основном пустыми. Избыточные данные могут послужить причиной проблем целостности и снижение эффективности при внесении изменений, поэтому подобных решений при проектировании баз данных необходимо избегать.

Вторая нормальная форма (2НФ). Для 2НФ требуется, чтобы все поля таблицы зависели от первичного ключа, то есть, чтобы первичный ключ однозначно определял запись и не был избыточен. 2НФ позволяет удалить большую часть повторяющихся данных, которые часто остаются после первого этапа нормализации.

Для третьей нормальной формы (ЗНФ) требуется, чтобы все не ключевые столбцы таблицы зависели от первичного ключа таблицы, но были независимы друг от друга. Для этого требуется, чтобы таблицы были приведены к 1НФ и 2НФ [20].

Еще существует 3НФБК, 4НФ и 5НФ, но для большинства существующих СУБД необходимо представить проект базы данных в ЗНФ, так как этого вполне достаточно практически для всех обычных приложений.

Логическая структура базы данных, спроектированная в рамках данной дипломной работы, находится в третьей нормальной форме, исходя из следующего:

- структура БД находится в первой нормальной форме, так как все таблицы являются плоскими и не содержат повторяющихся групп;

- структура БД находится во второй нормальной форме, так как она находится в первой и для каждого объекта БД все не ключевые атрибуты функционально полностью зависят от составного первичного ключа;

- структура БД находится в третьей нормальной форме, так как она находится во второй нормальной форме и в ней отсутствуют транзитивные зависимости между не ключевыми атрибутами и первичным ключом.