1. Проблема нормализации отношений. Нормальные формы. Способ нормализации отношений.

Существуют несколько причин, почему в БД данных в некоторых случаях не следует использовать единственное отношение. Это обусловлено тем, как будет использоваться конкретная БД, какова ее структура и какое воздействие на данные в единственном отношении будут оказывать определенные операции.

Различают три основные проблемы:

• проблема, обусловленная необходимостью включения новых кортежей;

• проблема, возникающая при необходимости удаления кортежей (строк-записей);

• проблема, связанная с обновлением (модификацией) данных в базе данных.

Выделенные выше проблемы обычно называют аномалиями добавления, удаления и обновления, понимая под аномалией отклонение от нормы.

Состав атрибутов отношений БД должен удовлетворять двум основным требованиям:

• между атрибутами не должно быть нежелательных функциональных зависимостей;

• группировка атрибутов должна обеспечивать минимальное дублирование данных, их обработку и обновление без трудностей.

Удовлетворение этих требований достигается нормализацией отношений БД.

Нормализация отношений - это пошаговый обратимый процесс декомпозиции (разложения) исходных отношений БД на другие, более мелкие и простые отношения.

Существует несколько правил нормализации баз данных. Каждое правило называется «нормальной формой». Нормальные формы:

1НФ: тогда и только тогда, когда ни одна из строк таблицы не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто:

• устранить повторяющиеся группы в отдельных таблицах;

• создать отдельную таблицу для каждого набора связанных данных;

• идентифицировать каждый набор связанных данных с помощью первичного ключа.

2НФ: если таблица удовлетворяет определению 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом:

• создать отдельные таблицы для наборов значений, относящихся к нескольким записям;

• связать эти таблицы с помощью внешнего ключа.

3НФ: если таблица удовлетворяет определению 2НФ и ни одно из ее неключевых полей не зависит функционально от любого другого неключевого поля:

• устранить поля, не зависящие от ключа.

НФБК: таблица находится в нормальной форме Бойса-Кодда, если и только если любая функциональная зависимость между его полями сводится к полной функциональной зависимости от возможного ключа;

4НФ является частным случаем 5НФ, когда полная декомпозиция должна быть соединением ровно двух проекций;

5НФ: тогда и только тогда, когда в каждой полной декомпозиции таблицы все проекции содержат возможный ключ. Таблица, не имеющая ни одной полной декомпозиции, также находится в 5НФ.

2. Понятие базы данных и субд. Платформы субд.

База данных – это интегрированная совокупность данных, предназначенных для многофункционального использования и модификации одним или несколькими пользователями. Под управлением данными понимается весь круг операций с данными входящими в БД, необходимых для решения поставленных задач и выдачи их результатов в удобном для пользователя виде.

Под системой управления базами данных (СУБД) понимается комплекс программных средств, позволяющий осуществлять управление данными БД одному или нескольким пользователям. Не решая непосредственно никакой прикладной задачи, СУБД является инструментом для разработки прикладных программ и поддержания БД.

Основные функции СУБД:

• Непосредственное управление данными во внешней памяти

• Управление буферами оперативной памяти

• Управление транзакциями

• Журнализация

• Поддержка языков БД

По модели данных СУБД бывают:

• Иерархические;

• Сетевые;

• Реляционные;

• Объектно-ориентированные;

• Объектно-реляционные;

По степени распределённости СУБД бывают:

• Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере);

• Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД СУБД бывают:

• Файл-серверные (Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro);

• Клиент-серверные (Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL);

• Встраиваемые (SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact)