1.5. Этап физического проектирования
Проектирование на физическом уров- не во многом зависит от используе- мой СУБД, зачастую автоматизиро- вано и скрыто от пользователя. В ряде случаев пользователю предо- ставляется возможность настройки отдельных параметров системы, которая обычно не составляет большой проблемы.
11
2. Метод нормальных форм – классический метод проектирования реляционных БД
Проектирование БД является одним из этапов жизненного цикла инфор-
мационной системы. Основной задачей в
процессе проектирования БД является задача нормализации ее отношений.
Метод нормальных форм основан на фундаментальном в теории реляционных БД понятии зависимости между атри- бутами отношений.
12
2.1. Функциональная зависимость между атрибутами
Определение 1. Атрибут B функцио-
нально зависит от атрибута A, если каждому значению атрибута A соот- ветствует в точности одно значение атрибута B.
Обозначение: A B.
Атрибуты A и B могут быть состав- ными, то есть состоять из двух и более атрибутов.
13
Виды функциональных зависимостей
•Определение 2. Атрибут C зависит от атрибута A транзитивно, если существует атрибут B такой, что если
A B и B C, то A C.
Обозначают: A B C.
Например, оклад преподавателя транзитивно зависит от его должности (здесь A – фамилия, имя, отчество преподавателя, B – должность, C – оклад).
14
Определение 3. В некотором отно- шении атрибут B многозначно зави-
сит от атрибута A, если каждому зна- чению атрибута A соответствует мно- жество значений атрибута B, не свя- занных с другими атрибутами из дан- ного отношения. Многозначные зави- симости могут быть вида 1:M, M:1 и
M:M. Обозначения соответственно:
A B, A B, A B.
15
Например, пусть преподаватель ведет несколько дисциплин, и каждая дисци- плина может вестись несколькими преподаватеями. Тогда имеется зави- симость ФИО Дисциплина (M:M).
Функциональная зависимость может быть частичной, когда неключевой атрибут за-
висит от части составного ключа. Зависи-
мость между атрибутами может быть вза- имно однозначной, то есть вида 1:1
(A B). Выделяют также взаимно незави- симые атрибуты.
16
Основной способ определения функцио- нальных зависимостей – внимательный анализ семантики атрибутов.
Предлагаем самостоятельно определить вид функциональной зависимости в отно- шении «Преподаватель»:
ФИО - Оклад; ФИО – Должность; ФИО-Стаж; ФИО – Н_Должность; ФИО – Кафедра; Должность – Н_Должность; ФИО. Дисциплина. Группа – Вид_занятия, где Н_Должность означает надбавку за должность.
17
2.2. Общие сведения о нормальных формах
Иногда отношения содержат избы-
точное дублирование данных, которое является причиной аномалий редакти- рования. Различают избыточность явную и неявную.
Например, в отношении «Препода- ватель» кортежи с данными о пре- подавателе, проводящему занятия в нескольких группах, могут повторяться несколько раз.
18
Поэтому, если у этого преподавателя изменится значение какого-то атрибута, то этот факт должен быть отражен во всех кортежах, где он задействован. В противном случае будет иметь место противоречие в данных, что является примером аномалии редактирования, обусловленной явной избыточностью данных.
Неявная избыточность в отношении «Преподаватель» может проявиться в одинаковых окладах у всех препода- вателей и в одинаковых надбавках к окладу за одинаковую должность.
19
Действительно, если изменятся оклады за должность у всех преподавателей, кроме одного, то БД станет противоречивой.
Нормализация отношений и является как раз средством исключения избыточности.
Поскольку зависимость между атрибутами является причинной аномалией, стара- ются провести декомпозицию отношения с зависимостями атрибутов на несколько отношений. В результате образуется со- вокупность связанных отношений с раз- личными видами связей. Таким образом, связи между таблицами отражают зави- симости между атрибутами различных
отношений. |
20 |
|