7. Нормализация отношений. Условия первой, второй и третьей нормальной формы. Приведите пример нормализации сущности.

Нормализация отношений — это процесс построения опти­мальной структуры таблиц и связей в реляционной БД. В процес­се нормализации данные группируются в таблицы, представляю­щие объекты и их взаимосвязи.

Всего существует пять нормальных форм таблицы. При созда­нии приложений баз данных в объеме предприятия используют первые три нормальные формы.

Для таблицы будут выполнены условия первой нормальной формы, если:

• каждое поле (концептуальное требование) неделимо;

• отсутствуют повторяющиеся поля или группы полей.

Если перечисленные выше условия выполняются, то все кон­цептуальные требования могут быть сведены либо в одну общую таблицу, либо можно создать по одной таблице для каждого структурного подразделения.

Условия второй нормальной формы:

• выполняются условия первой нормальной формы;

• первичный ключ однозначно определяет всю запись;

• все поля зависят от первичного ключа;

• первичный ключ не должен быть избыточным.

Сохраняя первичные и альтернативные ключи, назначенные на третьем этапе, назначаем, при необходимости, дополнитель­ные первичные и внешние ключи, в результате чего выделяем из таблицы структурного подразделения одну или несколько таб­лиц. Таким образом, данные для одного структурного подразде­ления могут быть представлены как одной таблицей, так и несколькими таблицами. Переход между таблицами разных структурных подразделений осуществляется по первичным ключам, назначенным на третьем этапе, а переход между табли­цами внутри одного структурного подразделения осуществляется по первичным ключам, назначенным при выполнении второй нормальной формы.

Условия третьей нормальной формы:

• выполняются условия второй нормальной формы;

• каждое не ключевое поле не должно зависеть от другого не ключевого

поля.

При выполнении третьей нормальной формы должны быть разрушены транзитивные связи внутри каждой таблицы. При этом одно (или несколько) зависимых не ключевых полей выде­ляются в новую таблицу с обязательным добавлением первич­ных ключей для связи вновь выделенной таблицы с другими таблицами.

Пример нормализации:

Группа ( №группы, год_начала обучения, срок_обучения, специальность, ФИО_куратора, №кабинета)

1НФ

Группа ( №группы, год_начала обучения, срок_обучения, специальность, фамилия, имя, отчество, №кабинета)

2НФ

Группа ( №группы (ПК), год_начала обучения, срок_обучения, специальность, фамилия, имя, отчество, №кабинета)

3НФ

Группа ( №группы (ПК), год_начала обучения, срок_обучения, специальность)

Куратор (№_личного_дела, фамилия, имя, отчество, №кабинета)

8. Основные характеристики систем управления базами данных.

Системой управления БД называет программную систему предназначенной для создания на ЭВМ общей БД, используемой для решения множества задач.

Основными характеристиками СУБД являются:

1. Производительность

2. Обеспечение целостности данных на уровне БД

3. Обеспечение безопасности

4. Работа в многопользовательских средах

5. Импорт, экспорт.

6. Доступ к данным SQL

7. Возможности запроса инструментальных средств разработки прикладных программ.

Производительность СУБД

Производительность СУБД оценивается:

• временем выполнения запроса;

• скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

• временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматов;

• скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций как обновление, вставка, удаление данных;

• максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;

• временем генерации отчетов.

На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

1. СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;

2. производительность приложений сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

Обеспечение целостности данных на уровне БД

Эта характеристика подразумевает наличие средств позволяющих удостовериться, что информация в БД всегда остается корректной и полной. Должны быть установлены правила целостности, и они должны храниться вместе с базой данных и соблюдаться на глобальном уровне. Целостность данных должна обеспечивать независимо от того, каким образом данные заполняются в память. К средствам обеспечения целостности данных на уровне СУБД относятся :

• встроенные средства для назначения первичного ключа, в том чис-

ле средства для работы с типом полей с автоматическими приращением, когда СУБД самостоятельно присваивает новые уникальные значения;

• средства поддержания ссылочной целостности, которые обеспечи-

вают запись информации о связях таблиц и автоматически пресекают любую операцию приводящую к нарушению ссылочной целостности.

Обеспечение безопасности

Некоторые СУБД предусматривают средства обеспечения безопасности данных.

Такие средства обеспечивают выполнение следующих операций:

• шифрование прикладных программ;

• шифрование данных;

• защиту паролем;

• ограничение уровня доступа.

Работа в многопользовательских средах

Практически все рассматриваемые СУБД предназначены для работы в многопользовательских средах, но обладают для этого различными возможностями. Обработка данных в многопользовательских средах предполагает выполнение программным продуктом следующих функций:

• блокировку БД, файла, записи, поля;

• идентификацию станции, установившей блокировку;

• обновление информации после модификации;

• контроль за временем и повторение обращений;

• обработка транзакций;

• работу с сетевыми системами.

Импорт, экспорт

Эта характеристика отражает:

• возможность обработки СУБД информации, подготовленной

другими программными средствами;

• возможность использования другими программами данных

сформулированные средствами рассматриваемые СУБД.

Доступ к данным посредством языка SQL

Язык запросов SQL реализован в целом ряде популярных СУБД для различных типов ЭВМ типа как базовой, либо как альтернативной. В силу своего широкого использования является международным стандартом языка запроса. Язык SQL предоставляет развитые возможности как конечным пользователям, так и специалистам в области обработки данных.

СУБД имеет доступ к данным SQL в следующих случаях:

• БД совместима с ОDВС (Open Database Connectivity – открытое

соединение БД);

• реализована естественной поддержкой SQL-баз данных;

• возможна реализация SQL запросов локальных данных.

Многие СУБД могут «прозрачно» подключаться к входным SQL-подсистемам с помощью ODBC или драйверов, являющихся их частью, поэтому существует возможность создания прикладных программ для них. Некоторые программные продукты совместимы также с SQL при обработке интерактивных запросов на получение данных, находящихся на сервере или на рабочем месте.

Инструментальные средства разработки прикладных программ

СУБД ориентированные на разработчика обладает развитыми средствами для создания приложения. К элементам инструментария разработки приложения можно отнести :

• мощные языки программирования;

• средства реализации меню, экранных форм, ввода вывода данных

и генерации отчетов;

• средства генерации приложений (прикладных программ);

• генерацию исполнимых файлов;

Функциональные возможности модели данных доступны пользователям СУБД, благодаря ее языковым средствам.

Языковые средства используются для выполнения двух основных функций: