Нормализация отношений. Необходимость нормализации.

Нормализация – процесс приведения отношения к другому виду, обладающему лучшими свойствами при выполнении операций выборки, добавления, изменения, удаления. Процесс нормализации выполняется поэтапно с учетом семантики предметной области.

Существует всего 5 нормальных форм.

Действует, если все атрибуты просты и далее не делимы

Пример: атрибут ФИО -> атрибуты Фам, Имя, Отч

Отношение находится во 2й НФ, если оно находится в 1й нормальной форме и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от первичного ключа.

ФЗ:

«В отношении R с атрибутами x,y атрибут y функционально зависит от x, если любому значению x соответствует точное значение y.

Полная ФЗ называется полной, если атрибут y не зависит функционально от любого другого атрибута.»

Теорема Хеза:

Отношение R с атрибутами a,b,c можно спроецировать без потерь в отношения R1(a,b) и R2(a,c), если R удовлетворяет ФЗ A->B

Отношение находится во 3й НФ, если оно находится в 2й нормальной форме и каждый не ключевой атрибут не транзитивно зависит от первичного ключа.

ТЗ:

В отношении R с атрибутами x,y,z ФЗ x->y называется транзитивной, если существует такой атрибут z, для которого существует ФЗ x->z, z->y.

 Ограничения целостности

Целостность (от англ. integrity – нетронутость, неприкосновенность, сохранность, целостность) – понимается как правильность данных в любой момент времени. Но эта цель может быть достигнута лишь в определенных пределах: СУБД не может контролировать правильность каждого отдельного значения, вводимого в базу данных (хотя каждое значение можно проверить на правдоподобность). Например, нельзя обнаружить, что вводимое значение 5 (представляющее номер дня недели) в действительности должно быть равно 3. С другой стороны, значение 9 явно будет ошибочным и СУБД должна его отвергнуть. Однако для этого ей следует сообщить, что номера дней недели должны принадлежать набору (1,2,3,4,5,6,7).

Поддержание целостности базы данных может рассматриваться как защита данных от неверных изменений или разрушений (не путать с незаконными изменениями и разрушениями, являющимися проблемой безопасности). Современные СУБД имеют ряд средств для обеспечения поддержания целостности (так же, как и средств обеспечения поддержания безопасности).

Выделяют три группы правил целостности:

1. Целостность по сущностям.

2. Целостность по ссылкам.

3. Целостность, определяемая пользователем.

1. Не допускается, чтобы какой-либо атрибут, участвующий в первичном ключе, принимал неопределенное значение.

2. Значение внешнего ключа должно либо:

   1. быть равным значению первичного ключа цели;

   2. быть полностью неопределенным, т.е. каждое значение атрибута, участвующего во внешнем ключе должно быть неопределенным.

3. Для любой конкретной базы данных существует ряд дополнительных специфических правил, которые относятся к ней одной и определяются разработчиком. Чаще всего контролируется:

уникальность тех или иных атрибутов, диапазон значений (экзаменационная оценка от 2 до 5), принадлежность набору значений (пол "М" или "Ж").

1. Постановка задачи

2. Инициализация проекта (требования)

3. Определение множества сущностей (перечисление названий)

4. Описание множества сущностей (таблица: имя и номер сущности, определение (словами описывается объект), описание(ситуация, когда возникает новый экземпляр сущности))

5. Построение матрицы связей

6. Описание связей

7. Диаграмма уровня сущностей

8. Диаграмма уровня ключей

9. Полноатрибутная модель

Модель Сущность-Связь (ER-модель) (англ. entity-relationship model (ERM) или англ. entity-relationship diagram (ERD)) — модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы. Предоставляет собой графическую нотацию, основанную на блоках и соединяющих их линиях, с помощью которых можно описывать объекты и отношения между ними какой-либо другой модели данных. В этом смысле ER-модель является мета-моделью данных, то есть средством описания моделей данных.

ER-модель удобна при прототипировании (проектировании) информационных систем, баз данных, архитектур компьютерных приложений, и других систем (далее, моделей). С её помощью можно выделить ключевые сущности, присутствующие в модели, и обозначить отношения, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

ER-модель является одной из самых простых визуальных моделей данных (графических нотаций). Она позволяет обозначить структуру «крупными мазками», в общих чертах. Это общее описание структуры называется ER-диаграммой или онтологией выбранной предметной области (area of interest).

На этапе перехода к реализации данной ER-диаграммы в виде реальной информационной системы или программы, происходит отображение ER-модели в более детальную модель данных реляционной (объектной, сетевой, логической, или др.) базы данных, которая называется даталогической моделью данных по отношению к исходной ER-диаграмме.

Множества сущностей изображаются в виде прямоугольников, множества отношений изображаются в виде ромбов. Если сущность участвует в отношении, они связаны линией. Если отношение не является обязательным, то линия пунктирная. Атрибуты изображаются в виде овалов и связываются линией с одним отношением или с одной сущностью.^[7]

Многие ко многим = неопределенная связь. Может быть сетевой рекурсивной.

Например, сущность «Родственник».