Удаление множественных атрибутов.
Множественными (многозначными) атрибутами называют такие атрибуты, которые могут иметь несколько значений для одного и того же экземпляра сущности. Рассмотрим пример ЛКМД, в котором используется такая сущность как «кафедра».
Название |
Номер телефона |
Число сотрудников |
АиТ |
55-2-97 |
26 |
ЧиТ |
55-6-95 |
18 |
Рис 3.4.2.1.3.1.
Если в ЛКМД присутствует такой множественный атрибут, например такой атрибут, как номер телефона, то её (ЛКМД) следует преобразовать путем введения новой сущности и путём введения новой связи этой новой сущности с исходной сущностью.
Рис 3.4.2.1.3.2.
3.4.2.2. Определение набора отношений исходя из ллмд.
После построения E-R диаграмм (ЛЛМД) с учётом всех сущностей и связей можно сформировать набор предварительных отношением с указанием первичного ключа для каждого отношения диаграмм E-R-типа . При этом можно использовать следующие правила формирования отношений , которые основываются на учёте :
-степени связи (ССС) между сущностями (1:1) , (1:M) ,(M:1) ,(M:M) ;
-класса принадлежности (КП) экземпляров сущностей (обязательный и необязательный) .
Таких правил формирования отношений на основе диаграмм ER-типа шесть (6).
Эти правила распространяются на бинарные связи .Рассмотрим их .
3.4.2.2.1. Формирование для связи 1:1 .
Правило 1. Если степень бинарной связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей обязательный , то формируется одно (1) отношение .
Пример 1.Предположим составлены диаграммы E-R-типа .
Для неё формируется отношение R1 .
Рис. 3.4.2.2.1 Диаграммы и отношение для правила 1.
С1 и С2 – сущности 1 и 2 , K1 и K2 – ключи первый и второй сущности соответственно , R1 – отношение 1 , сформированное на основе первой и второй сущностей , K1 и K2 , … означает , что ключом сформированного отношения может быть либо К1 , либо К2 .
Это и другое правила будем проверять , рассматривая варианты связи :
“Преподаватель ведёт дисциплину “.
Пусть сущность “преподаватель характеризуется атрибутами : НП (идентификационный номер преподавателя) , ФИО (фамилия , имя отчество), стаж (стаж работы преподавателя ) , а сущность “дисциплина” характеризуется атрибутами КД (код дисциплины ) , часы (часы , отводимые на изучение дисциплины ) .
Тогда схема одного отношения , содержащего информацию об обеих сущностях “преподаватель – дисциплина(НП , ФИО , стаж , КД , часы )”. А само отношение может иметь вид (рис. 3.4.2.2.2.)
Преподаватедь_Дисциплина
Рис. 3.4.2.2.2. Полученные по правилу 1 схема отношения и отношение .
Сформированное отношение содержит полную информацию о преподавателях , дисциплинах и о том , как они связаны друг с другом . Так , преподаватель Иванов И.И. ведёт только дисциплину с кодом К1 , а дисциплина К1 ведётся только Ивановым И.И. (связь 1:1) . В этом отношении отсутствуют пустые поля ( КП- обязательный для всех сущностей ) , т.к. нет преподавателей , которые бы что-то не вели , и нет дисциплин , которые никто не ведёт . Таким образом , одного отношения в данном случае достаточно . В качестве первого ключа может быть выбран либо ключ 1-ой специальности – К1 , либо ключ 2-ой сущности –К2.
Правило 2.Если степень связи 1:1 и КП одной сущности обязательный , второй – необязательный , то необходимо формировать 2 отношения . Под каждую сущность , формируется по одному отношению с первичными ключами , являющееся ключами соответствующих сущностей .Кроме того , к отношению , сущность которого имеет обязательный КП , добавляется в качестве атрибута ключ сущности с необязательным КП .
На рис. 3.4.2.2.3. приведена диаграмма E-R-типа и отношения , сформированные на её основе по правилу 2.
Рис. 3.4.2.2.3 Диаграмма E-R-типа и отношения , полученные по правилу 2.
Рассмотрим применение этого правила 2 для диаграмм (рис. 3.4.2.2.4)
а) Диаграмма E-R-типа
б) Диаграмма E-R-экземпляров
K1-ТАУ
K2-БД
K3-Информатика
K4-физика
Рис. 3.4.2.2.4 Диаграммы для связи 1:1 варианта
Этой диаграмме E-R-экземпляров , с учётом вышеуказанных атрибутов , каждой сущности можно поставить в соответствие одно исходное соотношение (рис.3.4.2.3.5.), содержащее информацию о преподавателях и дисциплинах .
Преподаватель дисциплина
Рис. 3.4.2.2.5 Исходное отношение .
Это отношение представляет вариант , в котором КП сущности “ПРЕПОДАВАТЕЛЬ” является обязательным , а сущности “ДИСЦИПЛИНА” – необязательным . При этом присутствуют пустые поля , во всех строках (кортежах) с информацией о дисциплинах , которые не ведутся ни одним из преподавателей . Избежать этой ситуации можно , применив правило 2 , в соответствии с которым выделяются 2-а отношения : “Преподаватель” , “Дисциплина” (рис. 3.4.2.2.6)
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (НП,ФИО,СТАЖ,КД) ДИСЦИПЛИНА (КД,ЧАСЫ)
НП |
ФИО |
СТАЖ |
КД |
П1 |
Иванов И.И. |
5 |
К1 |
П2 |
Петров П.П |
7 |
К2 |
П3 |
Семёнов С.С |
10 |
К3 |
КД |
Часы |
Дисциплина |
К1 |
60(200) |
ТАУ |
К2 |
70(150) |
БД |
К3 |
100 |
Информатика |
К4 |
80(300) |
Физика |
Рис. 3.4.2.2.6Отношения , полученные по правилу 2 .
В результате без потери данных устранены пустые поля в отношениях .Добавив атрибут КД –ключ сущности “ Дисциплина ”(с необязательным КП) в качестве внешнего ключа , в отношение соответствующее сущности “ Преподаватель ” (с обязательным КП) , мы связали два отношения (рис.3.4.2.2.7)
Рис. 3.4.2.2.7. Связь отношений по внешнему ключу .
Это связывание при работе с базой данных позволяет получать одновременно данные о преподавателях и ведущихся ими дисциплин.
Правило 3. Если связь со ССС 1:1 и КП обеих сущностей является необязательным (Н), то необходимо формировать 3 (три) отношения.
Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связным между первым первыми двумя, поэтому этот его ключ объединяет эти атрибуты связываемых отношений.
На рис. 3.4.2.2.8. приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированная по правилу 3.
а) диаграмма ER-типа
б) диаграмма ER-экземпляров
в) Схема отношений
Рис 3.4.2.2.8 Исходные диаграммы ER-типа(а,б) и отношения сформированные по правилу 3. и на его основе (в).
Рассмотрим примеры отношений составленных на базе диаграмм ER-экземпляров, которые подтверждают необходимость использования 4 (трех) отношений при наличии необязательного КП, для обеих связываемых сущностей. Сформируем сначала первое отношение (рис. 3.4.2.2.9).
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ -ДИСЦИПЛИНА
НП |
ФИО |
СТАЖ |
КД |
ЧАСЫ |
Дисциплина |
П1 |
Иванов И.И. |
5 |
К1 |
60 |
ТАУ |
П2 |
Петров П.П. |
7 |
… |
… |
… |
П3 |
Семенов С.С. |
10 |
К3 |
100 |
Информатика |
… |
… |
… |
К4 |
80 |
Физика |
Рис. 3.4.2.2.9. Одно отношение, сформированное на основе ER-типа рис 3.4.2.2.8.
Использование только одного отношения приводит к наличию нежелательных пустых полей.
Рис
3.4.2.2.10. Два отношения сформированные на
основе исходных ER-диаграмм
( Рис 3.4.2.2.8).
При использовании двух отношений ( Рис 3.4.2.2.8.) нам пришлось добавить ключи каждой из сущностей в отношение, соответствующие другой сущности. Это сделать нужно, чтобы не потерять сведения о том, какую дисциплину ведет каждый преподаватель и наоборот. Однако и в этом случае имеет место нежелательные пустые поля.
Как уже было сказано (правило 3) выход заключается в использовании 3 (трех) отношений, сформированных в соответствии с этим правилом (Рис 3.4.2.2.11)
Преподаватель Ведет Дисциплина
Рис 3.4.2.2.11 Три отношения, сформированные на основе ER-диаграмм
( Рис 3.4.2.2.8).
В этом варианте объектные отношения “ПРЕПОДАВАТЕЛЬ” и “ДИСЦИПЛИНА” с атрибутами сущностей содержат полную информацию обо всех преподавателях и дисциплинах соответственно связное отношение “ВЕДЕТ” содержит: данные о преподавателях, которые ведут дисциплины; данные о дисциплинах, которые ведутся преподавателями. При этом в нем имеется так же одно упоминание о каждом преподавателе и дисциплине в силу связи 1:1. Это отношение содержит в данном случае только ключевые атрибуты обеих сущностей, но может иметь и другие атрибуты, характеризующие эту связь. Например, номер семестра, в котором преподаватель ведет дисциплину.
Итак, рассмотренные три правила, позволяют формировать отношения на основе ER-диаграмм, для любых вариантов со степенью связи типа 1:1.