24.Нормальні форми реляційної бази даних. Приклад структури бд та аномалії зміни даних.
Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, которая потенциально может привести к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.
Процесс преобразования отношений базы данных (БД) к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных.[1] Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации. Общее назначение процесса нормализации заключается в следующем:
исключение некоторых типов избыточности;
устранение некоторых аномалий обновления;
разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;
упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности.
Схема как структура базы данных
Схема базы данных MediaWiki
Схема системы базы данных (от англ. Database scheme) — её структура, описанная на формальном языке, поддерживаемом системой управления базами данных (СУБД). Вреляционных базах данных схема определяет таблицы, поля в каждой таблице, а также отношения между полями и таблицами.
Схемы в общем случае хранятся в словаре данных. Хотя схема определена на языке базы данных в виде текста, термин часто используется для обозначения графического представления структуры базы данных. [1]
Основными объектами схемы являются таблицы и связи.
Аномалии модификации данных
После составления концептуальной (логической) схемы БД необходимо проверить её на отсутствие аномалий модификации данных. Дело в том, что при неправильно спроектированной схеме БД могут возникнуть аномалии выполнения операций модификации данных. Эти аномалии обусловлены ограниченностью структуры РМД (отсутствием агрегатов и проч.).
Рассмотрим эти аномалии на примере отношения со следующими атрибутами (атрибуты, входящие в ключ, выделены подчёркиванием):
ПОСТАВКИ (Номер поставки, Название товара, Цена товара, Количество, Дата поставки, Название поставщика, Адрес поставщика)
Различают три вида аномалий: аномалии обновления, удаления и добавления. Аномалия обновления может возникнуть в том случае, когда информация дублируется. Другие аномалии возникают тогда, когда две и более сущности объединены в одно отношение. Например:
Аномалия обновления: в отношении ПОСТАВКИ она может возникнуть, если у какого-либо поставщика изменился адрес. Изменения должны быть внесены во все кортежи, соответствующие поставкам этого поставщика; в противном случае данные будут противоречивы.
Аномалия удаления: при удалении записей обо всех поставках определённого поставщика все данные об этом поставщике будут утеряны.
Аномалия добавления: в нашем примере она возникнет, если с поставщиком заключен договор, но поставок от него ещё не было. Сведения о таком поставщике нельзя внести в таблицу ПОСТАВКИ, т.к. для него не определён ключ (номер поставки и название товара) и другие обязательные атрибуты.
Для решения проблемы аномалии модификации данных при проектировании реляционной БД проводится нормализация отношений.