
- •Содержание
- •Глава 1. Основные понятия 6
- •Глава 2. Модели данных 19
- •Глава 3. Функциональные зависимости 46
- •Глава 4. Нормализация 54
- •Глава 5. Методология концептуального проектирования 69
- •Глава 6. Методология логического проектирования баз данных реляционного типа 75
- •Глава 7. Методология физического проектирования реляционных бд 93
- •Глава 8. Язык структурированных запросов sql. 107
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные понятия
- •1.1. Информационные системы с базами данных.
- •1.2. Функции и возможности субд
- •1.3. Программные компоненты субд
- •1.4. Архитектура среды базы данных
- •1.5. Реляционные объекты данных: терминология
- •1.6. Формальные определения
- •1.6.1. Домены
- •1.6.2. Отношения
- •1.7. Целостность реляционных данных
- •1.7.1. Потенциальные ключи
- •1. Свойством уникальности.
- •2. Свойством не избыточности.
- •1.7.2. Первичные и альтернативные ключи
- •1.7.3. Внешние ключи
- •1.7.4. Ссылочная целостность
- •1.7.5. Правила внешних ключей
- •Глава 2. Модели данных
- •2.1. Элементы er-модели
- •2.1.1. Множество сущностей
- •2.1.2. Атрибуты
- •2.1.3. Связи
- •2.1.4. Рекурсивная связь
- •2.1.5. Атрибуты связей
- •2.2. Структурные ограничения
- •2.2.1. Связь "один-к-одному"
- •2.2.2. Связь "один-ко-многим"
- •2.2.3. Связь "многие-ко-многим"
- •2.2.4. Степень участия
- •2.2.5. Многосторонние связи
- •2.2.6. Слабые множества сущностей
- •2.3. Проблемы er-моделирования (Материал данного параграфа не обязателен для изучения)
- •2.3.1. Ловушки разветвления
- •2.3.2. Ловушка разрыва
- •2.4. Ееr-модель
- •2.4.1. Суперклассы и подклассы типов сущностей
- •2.4.2. Наследование атрибутов
- •2.4.3. Специализация
- •2.4.4. Генерализация
- •2.4.5. Ограничения, накладываемые на процедуры специализации и генерализации
- •2.4.6. Категоризация
- •2.5. Реляционные модели
- •2.5.1. От er-диаграмм к реляционным схемам
- •2.5.2. От er-связей к к отношениям
- •2.5.3. Объединение отношения
- •2.5.4. Преобразование слабых множеств сущностей
- •Глава 3. Функциональные зависимости
- •3.1.Основные определения
- •3.2. Тривиальные и нетривиальные зависимости
- •3.3. Замыкание множества зависимостей
- •3.4. Правила вывода Армстронга
- •3.5. Неприводимое множество зависимостей
- •Примеры
- •Глава 4. Нормализация
- •4.1. Декомпозиция без потерь
- •4.2. Первая, вторая и третья нормальные формы.
- •Вторая нормальная форма (2нф).
- •Третья нормальная форма ( 3нф ).
- •Нормальная форма Бойса-Кодда
- •4.3. Многозначные зависимости
- •4.4. Четвертая нормальная форма (4нф)
- •4.5. Пятая нормальная форма (5нф)
- •4.6. Итоговая схема процедуры нормализации
- •4.7. Альтернативный набор определений нфбк, 4нф и 5нф
- •4.8. Выделим цели процесса нормализации
- •4.9. Другие нормальные формы
- •Глава 5. Методология концептуального проектирования
- •5.1. Источники представления пользователей о предметной области
- •5.2. Определение типов сущностей
- •5.3. Определение типов связей
- •5.4. Определение атрибутов
- •5.5. Определение доменов атрибутов
- •5.6. Определение потенциальных и первичных ключей
- •5.7. Генерализация и специализация типов сущностей
- •5.8. Создание диаграммы "сущность-связь"
- •5.9. Обсуждение локальных концептуальных моделей данных с конечными пользователями
- •Глава 6. Методология логического проектирования баз данных реляционного типа
- •6.1. Преобразование локальной концептуальной модели данных в локальную логическую модель
- •6.1.1. Удаление связей типа m:n
- •6.1.2. Удаление сложных связей
- •6.1.3. Удаление рекурсивных связей
- •6.1.4. Удаление связей с атрибутами
- •6.1.5. Удаление множественных атрибутов
- •6.1.6. Перепроверка связей типа 1:1
- •6.1.7. Удаление избыточных связей
- •6.2. Наборы отношений локальных логических моделей данных
- •6.2.1. Сильные типы сущностей
- •6.2.2. Слабые типы сущностей
- •6.2.3. Бинарные связи типа "один-к-одному" (1:1)
- •6.2.4. Бинарные связи типа "один-ко-многим" (1:м)
- •6.2.5. Связи типа "суперкласс/подкласс"
- •6.2.6. Документирование созданных отношений и атрибутов внешних ключей
- •6.3. Проверка модели с помощью правил нормализации
- •6.4. Проверка модели в отношении транзакций
- •6.5. Создание диаграмм "сущность-связь"
- •6.7.1. Слияние локальных логических моделей данных в единую глобальную модель данных
- •6.7.1.1. Анализ имен сущностей и их первичных ключей
- •6.7.1.2. Анализ имен связей
- •2. Слияние эквивалентных сущностей с различными первичными ключами
- •3. Слияние сущностей с различными именами, имеющих одинаковые или различные первичные ключи
- •7.1.1. Oписание на языке sql стандарта iso 1992 (sql2)
- •Листинг 1. Операторы языка sql, предназначенные для создания таблицы
- •7.1.2. Реализация с использованием триггеров
- •Пример 1
- •7.1.3. Реализация с использованием уникальных индексов
- •Пример 2
- •7.2. Реализация бизнес-правил предприятия в среде целевой субд
- •7.3. Организация эффективного хранения данных
- •7.3.1. Анализ транзакций.
- •7.3.2. Выбор файловой структуры.
- •Последовательные файлы
- •Хешированные файлы
- •Индексно-последовательные файлы
- •Двоичные деревья
- •7.3.3. Определение вторичных индексов.
- •7.3.4. Анализ необходимости введения контролируемой избыточности.
- •7.3.5. Определение требований к дисковой памяти.
- •Последовательные файлы
- •Хешированные файлы
- •7.4. Разработка механизмов защиты
- •7.4.1. Разработка пользовательских представлений (видов).
- •7.4.2. Определение прав доступа.
- •7.5. Организация мониторинга и настройка функционирования системы
- •Глава 8. Язык структурированных запросов sql.
- •Операторы ddl
- •Типы данных
- •Создание файла бд
- •Создание (определение) таблиц
- •Определение столбцов
- •Примеры создания таблиц
- •Удаление таблиц
- •Модификация структуры таблиц
- •Операторы, изменяющие информацию в бд
- •Добавление новых данных.
- •Удаление существующих данных.
- •Обновление существующих данных.
- •Запрос информации из бд
- •Инструкция select
- •Предложение select.
- •Предложение from.
- •Запросы
- •Порядок выполнения многотабличных запросов
- •Виды объединений
- •Предложение where.
- •Условия отбора
- •Составные или сложные условия отбора
- •Предложение group by.
- •Предложение having.
- •Предложение order by.
- •Применение оператора select в инструкции insert
Примеры
1. Неприводимые наборы ФЗ.
Код_товара ® Наименование
Код_товара ® ЦВЕТ
Код_товара ® ВЕС
Код_товара ® ГОРОД
Ни одна из ФЗ не может быть опущена без изменения замыкания (т.е. без утраты некоторой информации).
2. ФЗ, которые не являются неприводимыми.
1. Код_товара ® (Наименование, ЦВЕТ) правая часть состоит из двух элементов
Код_товара ® ВЕС
Код_товара ® ГОРОД
2. (Код_товара, Наименование) ® ЦВЕТ эту зависимость можно упростить устранением Наименование в левой части без изменения замыкания.
Код_товара ® Наименование
Код_товара ® ВЕС
Код_товара ® ГОРОД
Теперь можно сделать утверждение, что для каждого множества ФЗ существует, по крайней мере, одно эквивалентное множество ФЗ, которое является неприводимым.
Пример.
Пусть дано отношение R с атрибутами А, В, С, D и следующими ФЗ:
А® BC
B ® C
A ® B
AB ® C
AC ® D
Найдем неприводимое множество ФЗ, эквивалентное данному множеству.
Прежде всего, следует переписать ФЗ таким образом, чтобы каждая из них имела одноэлементную правую часть.
А® B
A ® C
B ® C
A ® B
AB ® C
AC ® D
1. Одну зависимость А® B можно удалить.
2. Атрибут С может быть опущен в левой части зависимости AC ® D, поскольку дана зависимость A ® C и с помощью дополнения можно получить A ® АC, а так как дана AC ® D, то и с помощью транзитивности можно получить A ® D.
3. AB ® C можно исключить, поскольку дана зависимость A ® C, и с помощью дополнения имеем AB ® CВ, а с учетом декомпозиции - AB ® C.
4. A ® C подразумевает зависимости А® B и B ® C, так что она также может быть устранена.
В результате получим:
А® B
B ® C
A ® D
Таким образом, с тем же успехом в системе вместо исходного множества зависимостей S может быть использовано его неприводимое множество зависимостей.
Глава 4. Нормализация
Нормализация – это формальный метод анализа отношений на основе их первичных или потенциальных ключей и существующих функциональных зависимостей между атрибутами этих отношений.
В реляционной модели переменная-отношение, согласно определению, всегда нормализована, но не в достаточной степени, чтобы быть неуязвимой по отношению к аномалиям обновления. Поэтому в процессе нормализации к переменным отношений последовательно применяется ряд правил, чтобы вся база данных достигла желаемой степени нормализации.
Наиболее удобной формой демонстрации взаимосвязи между разными нормальными формами является схематическое изображение процесса нормализации.
В настоящее время пятую нормальную форму (5НФ) можно считать "окончательной" формой, и поэтому графическая картина взаимосвязи форм будет иметь следующий вид:
Рис. 4.1. Взаимосвязи между отдельными нормальными формами
Как видно из рисунка 4.1, все отношения находятся в первой нормализованной форме (1НФ). Некоторые 1НФ отношения находятся в 2НФ и некоторые 2НФ в 3НФ и т.д. При проектировании БД производится перевод отношений из одной НФ в другую, более желательную нормальную форму. Процедура перевода отношений к более желательным формам должна быть обратима, т.е. выполнение обратного преобразования должно проходить без потерь, т.к. в процессе нормализации информация не должна утрачиваться.