10. Реляционная таблица и её свойства. Примеры.

Реляционная таблица состоит из заголовка (схемы) и множества кортежей (тела), следовательно, операции с таблицами должны быть определены так, чтобы задавали правила получения заголовка результата на основе заголовков операндов и правила получения тела на основе тел операндов. Операции с реляционными таблицами обладают свойством замкнутости, что означает, что операндами являются реляционные таблицы и в результате будут реляционные таблицы. Сами операции делятся на два класса: поисковые и технологические (добавление, удаление, изменение).

Целое	Строка		Целое
Номер	Имя	Должность	Деньги
Табельный номер	ФамилияИО	Должность	Оклад	Премия
2999	Иванов А.Б.	Инженер	25000	8000
3000	Петров А.А	Проректор	30000	10000

Первая строка – тип, вторая строка – домен, третья строка- атрибут, далее идут кортежи. Из примера видно, что несколько доменов могут определятся на одном типе данных. На пересечение строки и столбца должно стоять атомарное значение. Часто для удобства вводят фиктивные ключи.

Кол-во схем отношений = (кол-во атрибутов)! В рассмотренном примере их количество равно: 5! = 1 * 2 * 3 *4 * 5 = 120

Сущность – класс однотипных объектов, информация о которых должна быть учтена в модели. Связь – взаимодействие сущностей между собой. Атрибут, домен, тип.

Сущности и отношения представляются в виде реляционных таблиц. Для отображения связей между сущностями используются ключи. Они повторяются в тех таблицах, которые нужно связать с выбранной и называются внешними ключами. Таблица, в которых есть внешние ключи, называются связующими.

11. Правила Джексона.

Правила Джексона используются для перехода от ER-модели к реляционной модели данных.

1. Если тип бинарной связи 1_д:1_д, то достаточно 1 таблицы, чтобы представить данное отношение. Первичным ключом этой таблицы может быть ключ любой из двух сущностей.

2. Если типа бинарной связи 1_м:1_д, то для представления информации необходимо 2 таблицы, отдельная таблица для необязательного класса принадлежности.

3. Если тип бинарной 1_н:1_н, то потребуется 3 таблицы.

4. Если тип бинарной связи 1:n и модальность n-связного класса принимает значение “должен”, то потребуются две таблицы.

5. Если тип бинарной связи 1:n и модальность n-связного класса принимает значение “может”, то потребуются три таблицы. В связующую таблицу переносят ключи обеих сущностей. В качестве первичного ключа используется ключ 1-связного класса.

6. Если тип бинарной связи n:n, то всегда потребуется три таблицы.

7. Если имеется n объектных таблиц, и их надо связать, то потребуется n+1 таблица, n таблиц описывают объекты, а n+1 таблица описывает связь.

12. Функциональные зависимости. Нормализация.

Если даны два атрибута X и Y некоторого отношения, то говорят, что Y функционально зависит от X, если в любой момент времени каждому значению X соответствует ровно одно значение Y.

Функциональная зависимость обозначается X -> Y. Отметим, что X и Y могут представлять собой не только единичные атрибуты, но и группы, составленные из нескольких атрибутов одного отношения. Можно сказать, что функциональные зависимости представляют собой связи типа "один ко многим", существующие внутри отношения.

Избыточная функциональная зависимость - зависимость, заключающая в себе такую информацию, которая может быть получена на основе других зависимостей, имеющихся в базе данных.

Нормализация – процесс получение из нормальной формы более низкого уровня нормальной формы более высокого уровня.

1 НФ.

Простой атрибут - атрибут, значения которого атомарны (неделимы).

Определить атомарность трудно, значение атомарное в одном приложении может быть не атомарным в другом.

Отношение находится в 1НФ, если значение всех его атрибутов атомарно.

2 НФ.

Неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа если он функционально зависит от всего ключа в целом, но не находится в функциональной зависимости от какого-либо из входящих в него атрибутов.

Отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от ключа.

3НФ.

Для обсуждения этой нормальной формы нам понадобится понятие транзитивной функциональной зависимости.

Пусть X, Y, Z - три атрибута некоторого отношения. При этом X -> Y и Y -> Z, но обратное соответствие отсутствует, т.е. Z -/-> Y и Y -/-> X. Тогда  Z транзитивно зависит от X. 

Отношение находится в 3НФ, если оно находится во 2НФ и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. 

Нормальная форма Бойса-Кодда.

Эта нормальная форма вводит дополнительное ограничение по сравнению с 3НФ. 

Отношение находится в НФБС, если оно находится во 3НФ и в ней отсутствуют зависимости атрибутов первичного ключа от неключевых атрибутов.

4 НФ.

Четвертая нормальная форма касается отношений, в которых имеются повторяющиеся наборы данных. Декомпозиция, основанная на функциональных зависимостях, не приводит к исключению такой избыточности. В этом случае используют декомпозицию, основанную на многозначных зависимостях. Многозначная зависимость является обобщением функциональной зависимости и рассматривает соответствия между множествами значений атрибутов.Отношение находится в 4НФ если оно находится в BCNF и в нем отстутсвуют многозначные зависимости, не являющиеся функциональными зависимостями.

5НФ.

До сих пор мы предполагали, что единственной операцией, необходимой для устранения избыточности в отношении, была декомпозиция его на две проекции. Однако существуют отношения, для которых нельзя выполнить декомпозицию без потерь на две проекции, но которые можно подвергнуть декомпозиции без потерь на три (или более) проекций. Этот факт получил название зависимостью по соединению.