4. Нормалізація даних в реляційній моделі

Нормалізацією називається формальна процедура, в ході якої тарибути даних групуются в таблиці, а таблиці групуються в бази даних. Задачами нормалізацї є:

q вилучення з таблиць інформації, що повторюється;

q створення структури, в якій передбачена можливість її майбутніх змін;

q створення структури, в якій вплив структурних змін на додатки, що використовують дані цієї бази даних, зведено до мінімума.

4.1. Перша нормальна форма

Для першої нормальної форми потрібно, щоб таблиця була двовимірною і не містила груп, що повторюються. У таких таблиць є тільки дві характеристики – довжина (кількість записів або рядків) та ширина (кількість полів або стовпців). Вона не повинна містити комірок, що включають кілька значень. Для того, щоб в одній комірці містилося кілька величин, необхідно ввести третій вимір – глибину, за допомогою якої можна зберігати в одній комірці одразу декілька значень.

4.2. Друга нормальна форма

Для другої нормальної форми потрібно, щоб дані у всіх не ключових стовпцях повністю залежали від первинного ключа і кожного елемента (стовпця) первинного ключа, якщо ключ є складеним. Під повною залежністю розуміються те, що значення в кожному не ключовому стовпці однозначно визначається значенням первинного ключа. Якщо одне з полів не залежить від величини первинного ключа, то необхідно включити в ключ доповнювальні таблиці. Перед перевіркою на відповідність другій нормальній формі таблиця повинна бути приведена до першої нормальної форми. Друга нормальна форма дозволяє видалити більшу частину даних, що повторюються, які часто залишаються після першого етапу нормалізації.

4.3. Третя нормальна форма

Для третьої нормальної форми потрібно, щоб всі неключові стовпці таблиці не тільки залежали від первинного ключа таблиці, але були незалежними один від одного, тобто, щоб були відсутні транзитивні функціональні залежності між стовпцями таблиці. Для цього потрібно, щоб таблиці були попередньо приведені до першої та другої нормальної форми.

18. Моделювання даних по. Зовнішня, концептуальна та внутрішня моделі даних

Моделюва́ння да́них (англ. Data modeling) в програмній інженерії — це процес створення моделі даних для інформаційна система з застосуванням формальних підходів.

При розробці або дослідженні готових алгоритмів часто потрібно визначити якість їх роботи. Використовувати для цієї мети дані з реальних джерел не завжди можливо, бо їх властивості часто невідомі і тому не можна спрогнозувати результат виконання досліджуваних алгоритмів. У такому випадку застосовується моделювання даних по одному з добре відомих законів розподілу. Застосовуючи досліджуваний алгоритм до модельних даними, можна заздалегідь припустити, яким виявиться результат його виконання. Якщо він виявиться задовільним, можна спробувати застосувати його і до реальних даних. Природно, що це відноситься тільки до непараметрическим алгоритмам, тобто не залежних від закону розподілу даних.

Найчастіше використовується моделювання даних, розподілених за нормальним законом. На жаль, MS Excel і поширені статистичні пакетаи (SPSS, Statistica) дозволяють моделювати тільки одномірні статистичні розподілу. Звичайно, можна скласти багатовимірне розподіл з декількох одновимірних, але тільки в тому випадку, якщо змінні незалежні. Якщо ж потрібно досліджувати дані з залежними один від одного змінними, доведеться писати програму.

Розрізняють концептуальний, внутрішній і зовнішній рівні представлення даних баз даних, яким відповідають моделі аналогічного призначення.

Концептуальний рівень відповідає логічному аспекту уявлення даних предметної області в інтегрованому вигляді. Концептуальна модель складається з безлічі екземплярів різних типів даних, структурованих відповідно до вимог СУБД до логічної структурі бази даних [6].

Внутрішній рівень відображає необхідну організацію даних у середовищі зберігання і відповідає фізичному аспекту уявлення даних. Внутрішня модель складається з окремих примірників записів, фізично збережених в зовнішніх носіях.

Зовнішній рівень підтримує приватні уявлення даних, необхідні конкретним користувачам. Зовнішня модель є підмножиною концептуальної моделі, Можливо перетин зовнішніх моделей за даними. Приватна логічна структура даних для окремого додатка (завдання) або користувача відповідає зовнішньої моделі або подсхеме БД. За допомогою зовнішніх моделей підтримується санкціонований доступ до даних БД додатків (обмежений склад і структура даних концептуальної моделі БД, доступних у додатку, а також задані допустимі режими обробки цих даних введення, редагування, видалення, пошук).