8.3.2. Реляционная модель данных (рмд)

Основные элементы.

Элемент	Форма представления	Описание
Отношение	Таблица	Двумерная таблица, содержащая данные
Схема отношения	Строка заголовков таблицы	Представляет собой список имен атрибутов
Запись (кортеж)	Строка таблицы
Атрибут (домен) поле	Заголовок столбца таблицы	Представляет собой свойства объекта
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов	Ключ может быть составным, т.е. состоять из нескольких атрибутов
Тип данных	Тип значений элементов таблицы

При формировании исходного отношения существуют ограничения:

• все строки таблицы должны быть уникальны, т.е. не может быть строк с одинаковыми первичными ключами;

• в таблице не должно быть столбцов с повторяющимися именами;

• все строки одной таблицы должны иметь одну структуру, соответствующую именам и типам столбцов;

• имена столбцов должны быть различны, а значения их простыми;

• порядок размещения строк в таблице может быть произвольным.

Проектитрование реляционных БД

При проектировании структур данных для автоматизированных систем выделяют 3 основных подхода:

• сбор информации об объектах в одной таблице (в рамках одного отношения) и последующая декомпозиция ее на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений;

• использование CASE - технологий (системы автоматизации проектирования и разработки баз данных) получение с их помощью готовой схемы базы данных или информационной системы;

• структурирование информации для использования в информационной системе на основе системного анализа.

Первый подход к проектированию баз данных является исторически первым и классическим, поэтому мы рассмотрим именно его.

Исходное отношение - БД о преподавателях для учебной части факультета.

Модель данных можно представить в виде формулы:

S = (A, R, Z, N), где

А - атрибуты

R – связи

Z –цель (как база данных должна использоваться, какую информацию заказчик хочет получить в процессе ее эксплуатации)

N – заказчик (заведующий учебной частью факультета).

БД «Преподаватель»

ФИО	Должность	Оклад	Стаж	Доплата за стаж	Кафедра	Предмет	Группа	Вид занятий

Схема отношения БД «Преподаватель» (ФИО, Должность, Оклад, Стаж, Доплата за стаж, кафедра, предмет, группа,.Вид занятий)

Заполним исходную таблицу:

ФИО	Должность	Оклад	Стаж	Доплата за стаж	Кафедра	Предмет	Группа	Вид занятий
Иванов	преп.	500	5	100	25	СУБД	256	пр.
Иванов	преп.	500	5	100	25	инф.	123	пр.
Петров	ст.преп.	800	7	100	25	СУБД	256	лк
Петров	ст.преп.	800	7	100	25	инф.	256	пр
Сидоров	преп.	500	10	150	25	инф.	123	лк
Сидоров	преп.	500	10	150	25	инф.	256	лк
Егоров	преп.	500	5	100	24	ВТ	244	лк

Исходное отношение преподаватель содержит избыточное дублирование данных. Различную избыточность явную и неявную.

Явная избыточность заключается в том, что строки с данными о преподавателях, ведущих занятий в нескольких группах, повторяются соответствующее число раз. Если Иванов станет старшим преподавателем, то это изменение нужно отражать во всех строках.

Неявная избыточность проявляется в одинаковых окладах у всех преподавателей, в одинаковых добавках к окладу за одинаковый стаж. Если при изменении оклада, значения изменят у всех, кроме. Сидорова, то база станет противоречивой. Средством исключения избыточности в отношениях является нормализация отношений. Это основная задача, решаемая в процессе проектирования БД.

Рассмотрим классический (как уже говорилось) метод проектирования реляционных баз данных - метод нормальных форм. Он основан на понятии зависимости между атрибутами отношений.

Различают зависимости:

• функциональные;

• многозначные;

• транзитивные.

Определение функциональной зависимости.

Атрибут В функционально зависит от атрибута А, если каждому. значению А соответствует в точности одно значение В.

Математическая запись АВ.

В исходном отношении «Преподаватель» существуют следующие функциональные зависимости:

ФИО→Кафедра

ФИО→Должность

Должность→Оклад

ФИО→Предмет

Ключ является составным и состоит из атрибутов ФИО, Предмет, Группа. Все не ключевые атрибуты функционально зависят от ключа с различной степенью зависимости.

Исходное отношение находится в первой нормальной форме (1HФ).

Функциональная зависимость может быть полной и частичной (от части ключа).

Определение транзитивной зависимости.

Атрибут С зависит от атрибута А транзитивно, если для атрибутов А, В, С выполнено условие АВ и ВС, но обратная зависимость отсутствует

В нашем отношении: ФИОДолжностьОклад.

Определение многозначной зависимости.

В отношении R атрибут В многозначно зависит от атрибута А, если каждому значению А соответствует множество значений В, не связанных с другими атрибутами из R.

Различают зависимости: “один ко многим” (1:М), “многие к одному” (М:1) и “многие ко многим” (М:М)

А  >>В А << В А<< >>В

В нашем отношении присутствует многозначная зависимость

ФИО << >> Предмет

(преподаватель ведет несколько предметов и каждый предмет может вестись несколькими преподавателями)

В результате анализа отношения Преподаватель получаем следующие зависимости:

ФИО  >> Должность ФИО  >> Оклад ФИО  Стаж ФИО  Доплата за стаж ФИО  Кафедра Стаж  Доплата за стаж Должность  Оклад Оклад  Должность ФИО, Предмет, Группа  Вид Зан. (составной ключ)