2. Нормальные формы. Общая классификация. Пример построения.

Критерием, по котор. опр-ют необх-ть деком-ции отнош-я, явл. нахожд-е отнош-я в той или иной НФ. Наибольший интерес и практ-кую знач-ть пред-ют первая, вторая и третья исправленная (НФБК) НФ.

1НФ: отнош-е нах-ся в 1НФ, если все знач-я его атрибутов атомарны. Понятие атомарности условно. Атомарность или огранич-ие на атомарность устан-ся исходя из анализа информац-го обесп-я системы и структуры вых-ой документации (если никогда не возникнет необх-ть выводить отдельно фам-ю, имя и отч-во, то мож. принять, что ФИО атомарно). При приведении к атомарному значению необходимо следить, чтобы не был утерян смысл атрибутов.

2НФ: отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ, и каждый его неосновной атрибут функционально полно зависит от возможного ключа, т.е. не зависит ни от какого его сомножества. Если ключ отношения состоит из одного атрибута, то оно всегда находится во 2НФ. Однако 2НФ не освобождает от избыточного дублирования. Пример: R={ABCD}, F={AB→D, A→ C}. Анализ: D функционально полно зависит от ключа, C – нет, т.е. отношение не находится во 2НФ. Здесь целесообразно вторую ФЗ вынести в отдельное отношение: R1={ABD} и R2={AC}. Оба отношения нормализованы до 2НФ.

3НФ: отнош-е нах-ся в 3НФ, если оно нах-ся во 2НФ, и каждый неосновной атрибут его схемы нетранзит-но зависит от возм-го ключа (т.е. напрямую). Пример: R={ABC}, F={A→B, B→C}. Декомп-ся на R^/={AB}, R^//={BC}. 3НФ неадекв: отнош-е им 2 и более потенц ключа, эти потенц ключи явл составн, 2 и более потенц ключа перекр-ся (им общ атрибут).

Декомпозиция до 2НФ и 3НФ осуществляется на минимальном покрытии путем последовательного выделения в отдельное отношение крайних ФЗ, т.е. ФЗ, правая часть которых в исходном отношении не является детерминантом другой ФЗ. Во многих случаях, приводя отношение ко 2НФ, можно получить сразу 3НФ.

НФБК (Нормальная форма Бойса-Кодда): отношение находится в НФБК, если оно находится в 1НФ и каждый детерминант является возможным ключом (или ключом является вся схема отношения). Методы декомпозиции до НФБК: декомпозиция до НФБК осуществляется на минимальном покрытии. В исходном отношении выявляется множество возможных ключей и детерминант. Если выясняется, что эти два множества неэквивалентны, то в отдельное отношение выделяется крайняя ФЗ. Если после этого множества детерминантов и ключей оказываются эквивалентными, то декомпозиция заканчивается. В противном случае, продолжается выделение ФЗ пошагово, по одной на каждом шаге. Любая декомпозиция прошла успешно, если все ФЗ, имеющиеся в исходной БД были сохранены в новом проекте, т.е. говорят, что все ФЗ навязаны БД. Пример: R={ABC} F={A→B, B→C}. Декомпозируется на 2 отношения: R={AB}, R={BC}. Все ФЗ, имеющие место в исходном отношении сохранены: F^/={A→B}, F^//={B→C}.

3. Признаки сложных систем согласно общей теории систем. Примеры систем (выделить в них признаки).

Можно вывести пять (5 основных и более) общих признаков любой сложной системы:

1. "Сложные системы часто являются иерархическими и состоят из взаимозависимых подсистем, которые в свою очередь также могут быть разделены на подсистемы, и т.д., вплоть до самого низкого уровням. Архитектура складывается из компонентов, и из иерархических отношений этих компонентов. Выбор, какие компоненты в данной системе считаются элементарными, относительно произволен и в большой степени оставляется на усмотрение исследователя.

2. Одной из важнейших характеристик сложной системы является непредсказуемость. Образ поведения системы складывается как результат взаимодействия и взаимоотношений между ее компонентами.

3. "Внутрикомпонентная связь обычно сильнее, чем связь между компонентами. Это обстоятельство позволяет отделять "высокочастотные" взаимодействия внутри компонентов от "низкочастотной" динамики взаимодействия между компонентами". Это различие внутрикомпонентных и межкомпонентных взаимодействий обуславливает разделение функций между частями системы и дает возможность относительно изолированно изучать каждую часть.

4. Отношения не являются линейными; следовательно, небольшое возмущающее воздействие может вызвать заметный эффект, и наоборот, большой воздействующий импульс может оказаться нерезультативным.

5. Отношения между компонентами могут включать обратные связи, причем как положительные (раскачивающие систему), так и отрицательные (демпфирующие) ее.

6. "Иерархические системы обычно состоят из немногих типов подсистем, по-разному скомбинированных и организованных". Т.е., разные сложные системы содержат одинаковые структурные части. Эти части могут использовать общие более мелкие компоненты.

7. "Любая работающая сложная система является результатом развития работавшей более простой системы. Сложная система, спроектированная "с нуля", никогда не заработает. Следует начинать с работающей простой системы". В процессе развития системы объекты, первоначально рассматривавшиеся как сложные, становятся элементарными, и из них строятся более сложные системы.

8. Сложная система является открытой; ее границы в зависимости от природы системы должны быть проницаемы или для информации, или для энергии. По этой причине она подвергается изменениям, однако средствами управления ее можно удерживать в стабильном состоянии. Ни один из элементов не обладает полнотой информации о системе в целом.

Примеры: 1. Структура персонального компьютера. Большинство ПК состоит из одних и тех же основных элементов: системной платы, монитора, клавиатуры и устройства внешней памяти. Можно взять любую из этих частей и разложить ее в свою очередь на составляющие. Это пример сложной иерархической системы. Персональный компьютер нормально работает благодаря четкому совместному функционированию всех его составных частей. Вместе эти части образуют логическое целое. Можно понять, как работает компьютер, только потому, что можно рассматривать отдельно каждую его составляющую. Т.о., можно изучать устройства монитора и жесткого диска независимо друг от друга.

2. Структура растений и животных. Растения - это сложные многоклеточные организмы. В результате совместной деятельности различных органов растений происходят такие сложные типы поведения, как фотосинтез и всасывание влаги. Растение состоит из трех основных частей: корни, стебли и листья. Каждая из них имеет свою особую структуру. Так же, как у компьютера, части растения образуют иерархию, каждый уровень которой обладает собственной независимой сложностью.

При изучении морфологии растения мы не выделяем в нем отдельные части, отвечающие за отдельные фазы единого процесса, например, фотосинтеза. Фактически не существует централизованных частей, которые непосредственно координируют деятельность более низких уровней. Вместо этого мы находим отдельные части, которые действуют как независимые посредники, каждый из которых ведет себя достаточно сложно и при этом согласованно с более высокими уровнями. Только благодаря совместным действиям большого числа посредников образуется более высокий уровень функционирования растения. Поведение целого сложнее, чем поведение суммы его составляющих.

Многоклеточные животные, как и растения, имеют иерархическую структуру: клетки формируют ткани, ткани работают вместе как органы, группы органов определяют систему (например, пищеварительную) и так далее. Основной строительный блок всех растений и животных - клетка. Это пример общности в разных сферах.

3. Структура социальных институтов. Люди объединяются в группы для решения задач, которые не могут быть решены индивидуально. Чем больше организация, тем отчетливее проявляется в ней иерархическая структура. Транснациональные корпорации состоят из компаний, которые в свою очередь состоят из отделений, содержащих различные филиалы и т.д. Характерно, что степень взаимодействия между сотрудниками одного учреждения несомненно выше, чем между сотрудниками двух разных учреждений. Это пример различных связей – внутрикомпонентных и между отдельными компонентами.