3 Проектирование логической модели базы данных

Одна из основных проблем, решаемых при проектировании базы заключается в том, чтобы найти, каким образом отобразить объекты предметной области в абстрактные объекты модели данных, чтобы это отображение не противоречило семантике предметной области и было по возможности лучшим (эффективным, удобным и т.д.)? Часто эту проблему называют проблемой логического проектирования баз данных.

В данной курсовой работе для решения проблемы логического проектирования используется классический подход, при котором весь процесс проектирования производится в терминах реляционной модели данных методом последовательных приближений к удовлетворительному набору схем отношений. Исходной точкой является представление предметной области в виде одного или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования производится некоторый набор схем отношений, обладающих лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая.

Нормализация — это формализованная процедура, в процессе выполнения которой атри­буты данных (поля) группируются в таблицы, а таблицы, в свою очередь — в базы данных. Цели нормализации следующие.

- Исключить дублирование информации в таблицах.

- Обеспечить возможность изменений в структуре таблиц.

- Уменьшить влияние структурных изменений базы данных на работу приложений, обеспечивающих пользователям доступ к данным.

Процесс нормализации состоит из нескольких этапов. В следующих разделах вашему вниманию предлагается детальное описание каждого из пяти этапов, составляющих полный процесс нормализации.

Ненормализованные данные

Строки таблицы могут содержать повторяющиеся группы данных. Реструктуризация строк с целью исключения повторяющихся групп данных, перенос их в новые таблицы

Первая нормальная форма

Правила построения первой нормальной формы требуют, чтобы все таблицы данных были плоскими и не содержали повторяющихся данных в различных строках. Под плоской пони­мается таблица, имеющая только два измерения: длина (число записей или строк) и ширина , (число полей или столбцов). Её ячейки не могут содержать больше одного значения. Если хо­тя бы одна ячейка таблицы содержит больше одного значения, для представления ее содержимого уже требуется третье измерение — глубина. Плоские таблицы и плоские файлы данных, упоминавшиеся в главе 3, очень похожи тем, что имеют только два измерения. наконец в плоском файле содержится лишь одна таблица и не накладываются ограничения на содержимое ее ячеек.

Вторая нормальная форма

Данные во всех не ключевых столбцах полностью зависят от первичного ключа. Проверка зависимости всех полей данных от первичного ключа. Если полная зависимость не выполня­ется, проводится разбиение таблицы.

Для приведения таблиц ко второй нормальной форме необходимо обеспечить полную зависимость столбцов, которые не являются ключевыми, от первичного ключа, а если этот ключ составной, то от каждого его элемента. Под полной зависимостью понимается возможность однозначного определения значения каждого не ключевого поля с помощью значения первичного ключа. Если для однозначного определения используется составной первичный ключ, то это правило применяется к каждому значению из полей, входящих в составной ключ. Перед переходом ко второй нормальной форме необходимо привести данные к первой нормальной форме. В процессе создания второй нормальной формы большая часть повторяющихся данных, оставшихся в таблице после приведения её к первой нормальной форме, будет удалена.

Третья нормальная форма

Все данные зависят от полей первичного ключа и не зависят от значений других полей. Исключение любых транзитивных зависимостей. Имеется в виду исключение зависимостей на поле, не являющееся ключевым.

В третьей нормальной форме столбцы, не являющиеся ключевыми, зависят от первичного ключа таблицы и не зависят от всех остальных столбцов. Прежде чем перейти к третьей нор­мальной форме, приведите свои данные к первой, а затем — ко второй.

Четвёртая нормальна форма

Чтобы база данных находилась в четвертой нормальной форме, необходимо, чтобы неза­висимые 'элементы данных, между которыми существует связь типа многие-ко-многим, не хранились в одной таблице. Дальше вы найдете подробное описание четвертой нормальной формы, поскольку это единственный этап нормализации, зависящий от типов устанавливае­мых связей.

Пятая нормальная форма и комбинированные элементы

Пятая нормальная форма требует обеспечения возможности точного восстановления ис­ходной таблицы из таблиц, на которых она основана. Построение пятой нормальной формы требует удовлетворения требований третьей нормальной формы и, при наличии связей мно­гие-ко-многим, соответствия правилам четвертой.

Многие разработчики приложений баз данных игнорируют четвёртую и пятую нормальные формы в своих программных продуктах, поскольку считают их весьма специфическими. Результатом этого зачастую является создание базы данных неправильной структуры, хотя это совсем ещё не означает, что она не будет функционировать.

Основное правило при создании таблиц сущностей – это каждой сущности желательно сопоставить отдельную таблицу. Поля таблиц сущностей могут быть ключевыми или не ключевыми. Введение ключей позволяет обеспечить уникальность значений в записи, ускорить обработку записи и выполнить обработку. Если в таблице есть значительное повторение по нескольким полям и их объем существенен, то лучше их выделить в отдельную таблицу. Новую сущность легко добавить и изменить, но при удалении следует уничтожить все ссылки на нее из таблиц связей, в противном случае возникает некорректность.

В данном курсовом проекте была проведена нормализация базы данных были устранены функциональные зависимости и исключена явная избыточность в таблицах. Также удалось избавиться от транзитивных зависимостей.