32. Реляционные базы данных

Состоит из двухмерных таблиц, между к.р. могут существовать связи по ключ. значениям.

РБД была предложена америк. математиком Э. Коддом в 1969.

Таблица БД (table) – регулярная структура, к.р. состоит из отдельных строк (записей/ records), разбитых на столбцы (поля/fields).

Бд могут состоять из одной или нескольких таблиц.

Основные понятия:

Первичный ключ (primary key) – главный ключевой элемент, однозначно идентифицирующий строку в таблице.

Внешний ключ (foreign key) – ключевой элемент подчиненной таблицы, значение к.р. совпадает со знач-ем первичного ключа главной таблицы.

Связь (relation) – функциональная зависимость между таблицами, к.р. устанавливается по ключам, один из к.р. – в главной таблице, второй – во внешней табл. Если второй не является первичным ключом, то образуется связь 1:M, в противном случае – 1:1.

Ссылочная целостность данных – набор правил, обеспеч-х соответствие ключевых значений в связанных таблицах.

Транзакция – изменение инфы в БД в рез-те выполнения одной операции или их последовательности, к.р. должно быть выполнено полностью или не выполнено вообще.

Свойства:

1) каждое значение на пересечении строки и столбца должно быть атомарным, т.е. не расчленяться на несколько значений. 2) знач-я данных в одном и том же столбце должны принадлежать к одному и тому же типу (символьный, числовой, дата).

3) каждая запись уникальна, т.е. в табл. не сущ-т 2х полностью совпадающих знач-й. 4) каждое поле имеет уникальное имя. 5) послед-ть полей в табл. несущественна . 6) послед-ть записей в табл. Несущ-на.

Достоинства:

*простота предоставления данных (таблица)

*минимальный избыток данных (нормализация данных)

*не надо описывать схему данных

Недостатки:

*нормализ-я приводит к значит. дефрагментации данных

33. Нормализация бд и их формы.

Нормализация – процесс реорганизации данных путем ликвидации избыточности, повторяющихся групп.

Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность. Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации. Как отмечает К. Дейт, общее назначение процесса нормализации заключается в следующем:

исключение некоторых типов избыточности;

устранение некоторых аномалий обновления;

разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;

упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности.

Теория нормализации основана на концепции нормальных форм*.

*Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, потенциально приводящей к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

1NF. Переменная отношения находится в первой нормальной форме, когда в любом допустимом значении отношения каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов.

В реляционной модели отношение всегда находится в первой нормальной форме по определению понятия отношение. Что же касается различных таблиц, то они могут не быть правильными представлениями отношений и, соответственно, могут не находиться в 1НФ.

2NF. Переменная отношения находится во второй нормальной форме, когда она находится в 1NF и каждый неключевой атрибут неприводимо (функционально полно) зависит от ее потенциального ключа.

3NF. Переменная отношения находится в третьей нормальной форме, когда она находится во 2NF и отсутствуют транзитивные функциональные зависимости неключевых атрибутов от ключевых.

Нормальная форма Бойса — Кодда (BCNF). Переменная отношения находится в нормальной форме Бойса — Кодда (иначе — в усиленной третьей нормальной форме), когда каждая ее нетривиальная и неприводимая слева функциональная зависимость имеет в качестве своего детерминанта некоторый потенциальный ключ.

4NF. Переменная отношения находится в четвёртой нормальной форме, если она находится в нормальной форме Бойса — Кодда и не содержит нетривиальных многозначных зависимостей.

5NF. Переменная отношения находится в пятой нормальной форме (иначе — в проекционно-соединительной нормальной форме), когда каждая нетривиальная зависимость соединения в ней определяется потенциальным ключом (ключами) этого отношения.