Южно-сахалинский институт экономики, права и информатики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям по изучению этапов проектирования БД

дисциплина «БАЗЫ ДАННЫХ»

для студентов заочного отделения

по направлению 351400

«Прикладная информатика в экономике»

г. Южно-Сахалинск

2003

Методические указания к выполнению практических заданий дисциплины «Базы данных». –

Сост. Левченко Л.Б., ЮСИЭПиИ. Юж.-Сах., 2003. – 56 с.

Обсуждено

на заседании кафедры информатики

___________ 2003 г., протокол № __

Утверждено

на заседании Учебно-методического совета ЮСИЭПиИ

____________ 2003 г., протокол № ___

© Южно-Сахалинский институт экономики, права и информатики, 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ 4

ПРЕДИСЛОВИЕ 4

Раздел 1. Нормализация отношений. 6

Практическая работа №1. 6

Функциональные зависимости. 6

Нормальные формы . 9

Раздел 2. Концептуальное проектирование. 15

Описание предметной области, используемой в качестве учебного примера. 15

Анализ требований пользователя. 15

Практическая работа №1. 20

Построение концептуальной модели. 20

Практическая работа №2. 29

Определение атрибутов, доменов и ключей в методологии концептуального проектирования. 29

Обсуждение локальной концептуальной модели данных с пользователями. 37

Практическая работа №3. 37

Преобразование локальной концептуальной модели данных в логическую модель . 37

Определение набора отношений исходя из структуры локальной логической модели данных. 41

Практическая работа №4. 44

Построение окончательной диаграммы . 44

Практическая работа №4. 53

Разработка физического проекта БД. 53

Рекомендуемая литература 55 аннотация

Методические указания подготовлены на основании учебной программы по дисциплине «Базы данных», читаемой автором на факультете информационных технологий Южно-Сахалинского института экономики, права и информатики. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 351400 «Прикладная информатика в экономике».

Предисловие

Любая база данных - некоторая модель предметной области, т.е. в БД сохраняются только те факты реального мира, которые необходимы в конкретной задаче. Следовательно, при проектировании нужно выделить факты, интересующие пользователей, и отсечь ненужные, а затем формально описать нужные факты. Cемантическое моделирование - наиболее популярный подход к формальному описанию предметной области. Этот подход основан на признании факта существования в реальном мире объектов. Объекты имеют наборы характеристик (или свойств) и взаимодействуют между собой с помощью связей. Преимущества подхода “Объект - Свойство - Связь” — как самого популярного из подходов семантического моделирования — таковы:

• Независимость от дальнейшей реализации;

• Интуитивные основные понятия;

Особенно важно то, что использование подхода “ Объект - Свойство - Связь” позволяет сохранить не только данные, но и частично смысл (семантику) этих данных.

Методологии проектирования, основанные на идеях семантического моделирования, часто называют нисходящими методологиями, т.к. они начинают с высшего уровня абстракции – конструкции реального мира, и заканчивают на уровне, когда создается конкретная схема БД.

Проектирование БД состоит из трех фаз:

1. Концептуальное проектирование,

2. Логическое проектирование,

3. Физическое проектирование.

Первая фаза проектирования БД предусматривает создание концептуальной модели данных, не зависящей от каких-либо физических характеристик. Для достижения наглядности в представлении концептуальной схемы базы данных были разработаны и сейчас широко используются графические модели. Графические семантические модели предоставляют возможность формального и вместе с тем наглядного описания предметной области. Наиболее известна модель графического представления концептуальной схемы базы данных, созданная Питером Ченом модель "Сущность-Связь" (Entity-Relationship model, ER-model). Этап концептуального проектирования выполняется не один раз, а несколько раз, с постепенным уточнением всех характеристик будущей системы баз данных.

Этот этап можно считать самым важным, поскольку ошибки, допущенные на этом этапе, проявляются в дальнейшем в некорректной или неудобной логической структуре базы данных, в избыточности данных, и как следствие, в плохой физической организации хранения данных, в потере производительности, в затратах на перепроектирование структур данных и прикладных программ в составе информационной системы.

Во второй фазе, назначение которой состоит в создании логической модели данных, концептуальная модель подвергается доработке посредством удаления элементов, которые не могут быть реализованы в реляционных системах. Проектируемую базу данных необходимо проанализировать, используя правила нормализации, с целью устранения логических ошибок. Процесс нормализации заключается в приведении таблиц в так называемые нормальные формы (первая нормальная форма (1НФ), вторая нормальная форма (2НФ), третья нормальная форма (3НФ), нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК), четвертая нормальная форма (4НФ), пятая нормальная форма (5НФ)).

В третьей фазе логическая модель данных преобразуется в физический проект, предназначенный для реализации в среде конкретной целевой СУБД.

Данные указания помогут освоить метод концептуального и логического проектирования. Их можно использовать как при выполнении заданий на практических занятиях, так и при выполнении заданий для самостоятельной работы.