4.Понятие ключевого элемента. Задание первичных ключей

Как мы уже знаем, каждая таблица БД содержит информацию о свойствах некоторого объекта или сущности. Для того, чтобы осуществить поиск необходимых данных надо установить связи между таблицами с помощью ключевого элемента – атрибута, по значению которого можно определить значения других атрибутов.

Т.е. хорошо разработанная таблица должна содержать столбец или несколько столбцов уникально идентифицирующих каждую запись. Такой столбец является ключевым полем.

Различают три вида ключевых элементов:

Первичный (Primary) – уникальный атрибут или группа атрибутов, который определяет каждую запись таблицы.

Альтернативный ключ – отличный от первичного, но тоже уникальный, он также определяет запись таблицы.

Если база данных содержит более одной таблицы, то они связаны между собой с помощью внешнего ключа.

Внешний ключ - это столбец ссылающийся на первичный ключ другой таблицы и связывающий таким образом две таблицы.

Чтобы определить связь между таблицами необходимо чтобы был общий ключевой элемент.

Лекция 5.

Тема:”Приведение БД к уровню нормальной формы”

План лекции:

1. Нормализация отношений в БД.

2. Три основных уровня нормальной формы.

1.Нормализация отношений в бд.

Классическая технология проектирования реляционных баз данных связана с теорией нормализации, основанной на анализе функциональных зависимостей между атрибутами отношений. Функциональные зависимости (связи) определяют устойчивые отношения между объектами и их свойствами.

Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений и отношение находится в нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений.

Основные свойства нормальных форм:

• Каждая следующая нормальная форма улучшает свойства предыдущих.

• При переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных форм сохраняются.

2.Три уровня нормальной формы

Всего существует 5 нормальных форм таблицы. Рассмотрим 3 первые и основные из них

Первая нормальная форма (1NF)

Отношение находится в первой нормальной форме, если:

• на пересечении каждого столбца и каждой строки находится только элементарное значение атрибута, или каждое поле неделимо.

• отсутствуют повторяющиеся поля или группы полей.

Пример: Расписание (ненормализованное отношение)

Преподаватель	День недели	Номер пары	Дисциплина	Группа
Петров	Пн	1	Математика	10
	Вт	1	Геометрия	11
	Ср	2	Геометрия	12
Иванов	Пн	2	Информатика	11
	Вт	3	Технология	10
	Ср	4	Информатика	12

Чтобы привести таблицу к уровню первой нормальной формы необходимо прописать фамилию преподавателя для каждой записи таблицы.

Вторая нормальная форма. (2NF)

Отношение находится во 2 нормальной форме, если:

• Выполняется условие 1 нормальной формы.

• Первичный ключ однозначно определяет всю запись.

• Все поля зависят от первичного ключа.

• Первичный ключ не должен быть избыточным.

Пример:

Рассмотрим отношение моделирующее сдачу студентами текущей сессии.

Набор атрибутов:

• ФИО

• Номер зачетки

• Группа

• Дисциплина

• Оценка

Первичный ключ – номер зачетной книжки, т.к. однозначно определяет каждую строку.

По условию 2НФ от ключа должны зависеть все атрибуты, т.к. оценка и дисциплина не зависят от номера зачетной книжки.

Имеем пример неполной функциональной зависимости.

Для приведения отношения ко 2 НФ следует разбить его на проекции, при этом должно быть соблюдено условие восстановления исходного отношения без потерь. Получаем 2 отношения:

• ФИО, номер зачетной книжки, Группа

• Номер зачетной книжки, дисциплина, оценка.

Третья нормальная форма (3NF)

Отношение находится в третьей нормальной форме тогда и только тогда, когда оно находится во 2 нормальной форме и не содержит транзитивных зависимостей, т.е. каждое не ключевое поле не должно зависеть от другого не ключевого поля.

Пример:

Рассмотрим отношение, связывающее студентов с группами, факультетами и специальностями, на которых они учатся.

ФИО, номер зачетной книжки, Группа, факультет, специальность, кафедра.

Создать набор нормализованных отношений, если одну специальность могут выпускать разные кафедры.

При выполнении третьей нормальной формы должны быть разрушены транзитивные связи внутри каждой таблицы. При этом зависимые неключевые поля выделяются в отдельную таблицу, с обязательным добавлением первичных ключей, для связи с другими таблицами.

В процессе нормализации получим 3 таблицы:

Атрибуты 1 таблицы: ФИО, Специальность, Группа

Атрибуты 2 таблицы: Кафедра, Группа

Атрибуты 3 таблицы: Кафедра, Факультет

Лекция 6.

Тема: ” Принцип поддержки целостности в реляционной модели БД.”

План лекции:

1. Понятие целостности базы данных

2. Задание ограничений целостности.