7.2. Этапы проектирования

Рассмотрим этапы процесса проектирования базы данных с использованием метода «сущность-связь»:

1. Выделение сущностей и связей между ними.

2. Построение диаграмм ER-типа с учетом всех сущностей и их связей.

3. Формирование набора предварительных отношений с указанием первичного ключа для каждого отношения и использованием диаграмм ER-типа.

4. Добавление неключевых атрибутов в отношения.

5. Приведение предварительных отношений к нормальной форме Бойса-Кодда с помощью нормальных форм.

6. Пересмотр ER-диаграмм в следующих случаях:

   • Некоторые отношения не приводятся к БКНФ;

   • Некоторым атрибутам не находится логически обоснованных мест в предварительных отношениях.

После преобразования ER-диаграмм проводят повторное выполнение шагов, начиная с этапа 1.

7.3. Правила формирования отношений Формирование отношений для связи 1:1

Правило 1. Если степень бинарной связи 1:1 и класс принадлежностей обеих сущностей обязательный, то формируется одно отношение. Первичным ключом отношения может быть любой ключ из двух сущностей.

О 1 1 О

К1, … К2, … К1К2

Рис. 7.9. Диаграмма и отношения для правила 1

На рис. 7.9 использованы следующие обозначения: С1, С2 – сущности 1 и 2; К1, К2 – ключи сущностей; R1 – отношение, сформированное на основе исходных сущностей; К1К2 означает, что ключом отношения R1 может быть либо К1, либо К2.

Пример 1. Сущность ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (НП, ФИО, Стаж), где НП – код преподавателя.

Сущность ДИСЦИПЛИНА (КД, Часы), где КД – код дисциплины, Часы – часы, отводимые под дисциплину. Степень связи между сущностями 1:1 и НП – обязательный класс принадлежности, то формируется одно отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ДИСЦИПЛИНА (НП, ФИО, Стаж, КД, Часы), вид которого показан на рис. 7.10.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж	КД	Часы
П1	Иванов И.М.	5	К1	62
П2	Петров М.И.	7	К2	74
П3	Сидоров Н.Г.	10	К3	102
П4	Егоров В.В	5	К4	80

Рис. 7.10. Отношение, полученное по правилу 1

Правило 2. Если степень связи 1:1 и класс принадлежности одной сущности обязательный, а второй – необязательный, то под каждую из сущностей формируется по отношению со своими первичными ключами. Далее к отношению, сущность которого имеет обязательный класс принадлежности, добавляется в качестве атрибута ключ второй сущности (с необязательным классом принадлежности). Таким образом, создаются условия для связывания отношений. На рис. 7.11 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 2 на ее основе. В качестве примера рассмотрим отношение, приведенное на рис. 7.12, содержащее информацию о преподавателях и дисциплинах. В отношении класс принадлежности сущности ПРЕПОДАВАТЕЛЬ является обязательным, а сущности ДИСЦИПЛИНА – необязательным.

О 1 1 Н

К1, … К2, … К1, К2 К2,

Рис. 7.11. Диаграмма и отношения для правила 2

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж	КД	Часы
П1	Иванов И.М.	5	К1	62
П2	Петров М.И.	7	К2	74
П3	Сидоров Н.Г.	10	К3	102
-	-	5	К4	80

Рис. 7.12. Исходное отношение

Применив к отношению, представленному на рис. 7.12, правило 2, получим два отношения , приведенные на рис. 7.13.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж	КД		КД	Часы
П1	Иванов И.М.	5	К1		К1	62
П2	Петров М.И.	7	К2		К2	74
П3	Сидоров Н.Г.	10	К3		К3	102
					К4	80

Рис. 7.13. Отношения, полученные по правилу 2

В отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ добавили атрибут КД, являющийся ключом сущности ДИСЦИПЛИНА, обладающей необязательным классом принадлежности.

Правило 3. Если степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей необязательный, то необходимо использовать три отношения. Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связным между первыми двумя, поэтому его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений. На рис. 7.14 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 3 на ее основе.

Н 1 1 Н

К1, … К2, … К1 К2, …

К1,К2

Рис. 7.14. Диаграмма и отношение для правила 3

На рис. 7.15 приведены примеры отношений, подтверждающие необходимость использования трех отношений в случае, когда обе связываемые сущности имеют необязательный класс принадлежности.

а) одно отношение

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж	КД	Часы
П1	Иванов И.М.	5	К1	62
П2	Петров М.И.	7	-	-
П3	Сидоров Н.Г.	10	К3	102
-	-	5	К4	80

б) Два отношения

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж	КД		КД	Часы	НП
П1	Иванов И.М.	5	К1		К1	62	П1
П2	Петров М.И.	7	-		К2	74	П3
П3	Сидоров Н.Г.	10	К2		К3	102

в)Три отношения

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ВЕДЕТ ДИСЦИПЛИНА

НП	ФИО	Стаж		НП	КД		КД	Часы
П1	Иванов И.М.	5		П1	К1		К1	62
П2	Петров М.И.	7		П3	К2		К2	74
П3	Сидоров Н.Г.	10					К3	102

Рис. 7.15. варианты отношений для правила 3