ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. В. Г. Шухова»

Лабораторные работы

по дисциплине «Базы данных»

ВЫПОЛНИЛ:

Студент гр. ЭЛз 21с

Рудковский Я.К.

Белгород 2014г.

Лабораторная работа № 1 Изучение структуры, свойств и создание таблиц реляционной базы данных

Цель работы: закрепление теоретических знаний, полученных при изучении разделов курса «Информационные технологии», посвященных рассмотрению понятий: структура данных, реляционная таблица и ее параметры, ключи и виды упорядоченности баз данных (БД), приобретение навыков разработки и формирования таблиц реляционных БД.

1. Что входит в понятие базы данных?

База данных в Access представляет собой единый большой объект, который объединяет такие составляющие, как таблицы, отчеты, запросы, формы и т.д., и позволяет хранить их в едином дисковом файле с расширением *.mdb.

База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения информации. Обычно БД представляются в виде совокупности взаимосвязанных файлов или таблиц, предназначенных для решения конкретной задачи.

2. Что такое нормализация базы данных?

Процесс преобразования отношений базы данных (БД) к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных. Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации.

3. Какие нормальные формы вы знаете? Дайте им определения.

Первая нормальная форма (1NF) — базовая нормальная форма отношения в реляционной модели данных.

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

Основные критерии:

• Все строки должны быть различными.

• Все элементы внутри ячеек должны быть атомарными (не списками). Другими словами, элемент является атомарным, если его нельзя разделить на части, которые могут использовать в таблице независимо друг от друга.

Вторая нормальная форма (2NF) — одна из возможных нормальных форм таблицы реляционной базы данных.

Переменная отношения находится во второй нормальной форме тогда и только тогда, когда она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут неприводимо зависит от ее потенциального ключа.

Вторая нормальная форма по определению запрещает наличие неключевых атрибутов, которые вообще не зависят от потенциального ключа. Таким образом, вторая нормальная форма запрещает создавать отношения как несвязанные (хаотические, случайные) наборы атрибутов.

Основные критерии:

Таблица должна находиться в первой нормальной форме.

Любое её поле, не входящее в состав первичного ключа, функционально полно зависит от первичного ключа

Третья нормальная форма ( 3NF) — одна из возможных нормальных форм отношения реляционной базы данных. 3NF была изначально сформулирована Э. Ф. Коддом в 1971 году.

База данных будет находиться в третьей нормальной форме, если она приведена ко второй нормальной форме и каждый не ключевой столбец независим друг от друга. Если следовать процессу нормализации правильно до этой точки, с приведением к 3НФ может и не возникнуть вопросов. Следует знать, что 3НФ нарушается,  если изменив значение в одном столбце, потребуется изменение и в другом столбце.

Вообще, говоря, на практике, совершенствовать таблицы заканчивают на этом этапе (приведя их в третью нормальную форму). Методы приведения к 3NF

Удаление полей не зависящих от ключа

Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)

Эта форма почти то же самое, что и третья. С одним небольшим дополнительным условием.

Основные критерии:

Таблица находится в третьей нормальной форме

В таблице должен быть только один потенциальный первичный ключ

Другими словами, в таблице должен быть только один первичный ключ и не должно быть других потенциальных вариантов (например, набор не ключевых полей это таблицы).

Методы приведения к BCNF

Вынести в отдельную таблицу потенциальные первичные ключи

Четвертая нормальная форма (4NF)

Начиная с этой формы, буду приводить лишь краткую информацию о форме и ее критериях, так как практического применения это все не найдет. В общеобразовательных целях, так сказать, поделюсь

Ну, тут как и во всех предыдущих формах требования, включают в себя требования всех предыдущих форм + что-то еще. В это форме дополнительное правило должно исключать многозначные зависимости. Другими словами все строки таблицы должны быть независимыми друг от друга. В том смысле, что наличие какой-то строки X, не должно означать, что строка Y тоже где-то есть в этой таблице.

Пятая нормальная форма (5NF)

В некоторых предыдущих формах, для разрешения требований, мы производили декомпозицию таблицы (выделение некоторых полей в отдельную таблицу) на две другие. Так вот, оказывается, что иногда такого рода декомпозицию нельзя без потерь произвести (на две таблицы именно), но зато можно произвести декомпозицию на 3 и более таблицы. Пятая форма как раз призывает, чтобы все возможные декомпозиции были произведены.

В самом начале статьи я показал, какие проблемы могут возникнуть при работе с не нормальными таблицами. В научной терминологии эти проблемы называют аномалиями. И, собственно, вся иерархия нормальных форм, построена таким образом, что каждая последующая ограничивает список возможных аномалий предыдущей формы. Этот процесс сопутствует процессу уменьшения энтропии базы данных, то есть наличия лишней информации. Мы добрались до 5ой нормальной формы, но этот список, в принципе никто не думал прекращать. Вот и в 1981 году Фагин (R. Fagin) опубликовал статью, в которой ввел понятие доменно-ключевой нормальной формы (ДКНФ).

Доменно-ключевая нормальная форма (ДКНФ)

В своей статье Фагин показал, отношение в ДКНФ не имеет аномалий модификации. Другими словами, что бы Вы там не меняли – ничего не потеряется, eсли соблюдены все ограничения относительно ключей и доменов.

На самом деле формулировка слишком общая, но суть ее заключается в том, что если выполнять некоторые правила, то при любых действиях с таблицей ее целостность не пострадает и вся необходимая информация сохранится.

Если рассматривать на примере, то правила действуют примерно так: нельзя просто удалить категорию из таблицы категорий, если с этой категорией связаны продукты из таблицы продуктов. Прежде чем удалять категорию необходимо выполнить предварительные действия в таблице продуктов (например, поле отвечающее за id категории этого товара нужно сделать NULL).