6.4. Модель "Сущность-связь"
СУЩНОСТЬ (объект) – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных.
Сущностями могут быть люди, самолеты, рейсы, цвет, вкус и т.д.
ТИП СУЩНОСТИ – это набор однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое.
Например, типом сущности может быть ГОРОД, АВТОМОБИЛЬ.
ЭКЗЕМПЛЯР СУЩНОСТИ – это конкретная вещь в наборе.
Например, экземпляром сущности будут – Москва, Киев, «Жигули», «Москвич» и т.д.
АТРИБУТ – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей.
КЛЮЧ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности.
Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся.
Например, для сущности РАСПИСАНИЕ ключом является атрибут Номер_рейса или набор: Пункт_отправления, Время_вылета, Пункт_назначения (при условии, что из пункта в пункт вылетает в каждый момент времени один самолет).
СВЯЗЬ – ассоциирование двух или более сущностей.
Ключом отношения или первичным ключом называется атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей
Внешний ключ - это ключ, с помощью которого устанавливаются связи между отношениями
Каждому значению внешнего ключа должны соответствовать кортежи в связываемых отношениях
В языке инфологического моделирования (ЯИМ), сущности и ассоциации представляются предложениями вида:
СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n);
АССОЦИАЦИЯ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2, …, (атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n)],
где S – степень связи, а атрибуты, входящие в ключ, должны быть отмечены с помощью подчеркивания;
ХАРАКТЕРИСТИКА (атрибут 1, атрибут 2, …){СПИСОК ХАРАКТЕРИЗУЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ}.
ОБОЗНАЧЕНИЕ (атрибут 1, атрибут 2, …);[СПИСОК ОБОЗНОЧАЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ].
Вопросы самоконтроля
Какие существуют подходы проектирования?
Какие существуют этапы проектирования?
Инфологическое проектирование и его цели.
Модель "Сущность-связь".
Какие бывают атрибуты.
Основные виды сущностей.
Виды связей.
Как записывается модель на языке инфологического моделирования (ЯИМ)?
Лекция №7
Цель : Изучение нормализации отношений
Нормализация - формальный метод анализа отношений на основе их первичного ключа (или потенциальных ключей) и существующих функциональных зависимостей.
Цель нормализации - получение такого проекта базы данных, в котором каждый факт хранится в одном месте, то есть исключена избыточность информации.
Нормальная форма представляет собой ограничение на схему базы данных (отношения), которое избавляет базу данных от некоторых нежелательных свойств
Нормальные формы (НФ) подчиняются правилу вложенности, которое заключается в следующем: каждая нормальная форма является в некотором смысле более ограниченной, но и более желательной, чем предшествующая.
Процесс нормализации отношений методом нормальных форм предполагает последовательное удаление из исходного отношения следующих межатрибутных зависимостей:
- частичных зависимостей неключевых атрибутов от ключа (2НФ);
- транзитивных зависимостей неключевых атрибутов от ключа (ЗНФ);
- зависимость ключей (атрибутов составных ключей) от неключевых атрибутов (БКНФ).
Пример нормализации отношения
Если в отношении R1 транзитивные зависимости отсутствуют, то в отношении R2 они есть:
ФИО ->Должн -> Оклад, ФИО -> Оклад ->Должн, ФИО -> Стаж ->Д_Стаж
Лекция №8
Цель: Изучение физической организации данных; механизмы размещения данных и доступа к ним
8.1 Пространство памяти и размещение хранимых данных
Механизмы среды хранения БД служат для управления:
1) ресурсами хранимых данных.
2) ресурсами пространства памяти.
В задачу этого механизма входит отображение структуры хранимых данных пространства памяти.
Управление памятью выполняется операционной системой по запросам СУБД, либо непосредственно в самой СУБД.
Ресурсам пространства памяти соответствуют объекты внешней памяти ЭВМ, управляемые средствами операционной системы или СУБД. Все пространство памяти БД делится на части, области, разделы. Область памяти используется для размещения хранимых записей одного или нескольких типов и разбивается на пронумерованные страницы фиксируемого размера.
В большинстве систем обработку данных на уровне страниц ведет операционная система, а обработку записи внутри страницы – СУБД.
Страницы представляются в среде ОС блоками внешней памяти, кластерами или секторами, доступ к которым осуществляется за одно обращение. В страницах имеется заголовок, содержащий служебную информацию, вслед за которым располагаются собственно данные. Как правило, на странице размещаются несколько записей, и есть свободный участок для размещения новых записей.
Если запись не помещается на одной странице, она разбивается на фрагменты, которые хранятся на разных страницах и имеют ссылки друг на друга.
Способы управления свободным пространством памяти:
- ведение списка свободных участков;
- динамическая реорганизация страницы.
При динамической организации страницы записи базы данных плотно размещаются вслед за заголовком и после них располагаются свободные участки.
При удалении записи, оставшиеся участки записи переписываются, подряд в начало страницы и изменяется смещение свободного участка.
Списки свободных участков на страницах - здесь ссылка на первый свободный участок хранит ссылку на следующий участок или признак конца списка. Каждый освобожденный участок включается в список свободных участков на странице.
Списки свободных участков в виде отдельных структур - здесь список ведется как стек, очередь или упорядоченный список. В последнем случае упорядочивание осуществляется по размеру свободного участка, что позволяет подобрать для новой записи подходящий по размеру участок.
Для существенного ускорения поиска свободного пространства учет свободных участков в СУБД поддерживается с помощью индексных инвентарных страниц, которые содержат информацию о свободных участках для области памяти или группы страниц.
Структура хранимых данных
Служебная часть хранимой записи используется для идентификации записи, задания ее типа, хранения признака логического удаления, для кодирования значений элементов записи, для установления структурных ассоциаций между записями. Никакие пользовательские программы не имеют доступа к служебной части хранимой записи.
Информационная часть содержит значения элементов данных. Каждой записи БД система присваивает внутренний идентификатор, который называется ключом БД. Его значение формируется системой при размещении записи и содержит информацию, позволяющую однозначно определить ее адрес.