Опубликован: 02.08.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 3045 / 415 | Оценка: 4.55 / 4.39 | Длительность: 27:09:00
ISBN: 978-5-9556-0111-3
Лекция 7:

Методы проектирования логических моделей реляционных баз данных. Декомпозиция и синтез отношений

Аннотация: В данной лекции рассматриваются основные методы и приемы, которые используются при создании логической модели реляционной базы данных. Этими методами проектировщик должен владеть независимо от используемых им CASE-инструментов.
Ключевые слова: логическая модель реляционной базы данных, системное программирование, дублирование данных, универсальное отношение, 1НФ, декомпозиция схем отношений, декомпозиция схемы отношения, проектирование реляционных баз данных, схема отношения, соединение отношений, естественное соединение, декомпозиция без потерь, теория реляционных баз данных, процесс нормализации, нормальная форма Бойса-Кодда, детерминант, возможный ключ, реляционная модель данных, ключ отношения, алгоритм метода декомпозиции отношений, декомпозицией без потерь при естественном соединении, логит, функциональные зависимости, минимальные покрытия, синтез отношений, универсальный алгоритм, реляционные операции, уникальный ключ, уникальный индекс, алгоритм синтеза базы данных, BCD, класс эквивалентности, логическая модель данных, проектирование баз данных, правила преобразования ER-диаграмм в отношения базы данных, ER-диаграмма, бинарная связь, степень связи, класс принадлежности сущности, первичный ключ отношения, схема реляционной базы данных, логическая модель предметной области, супертип, экземпляр сущности, отношение порядка, семантическая интерпретация, отношение подчиненности, сущность предметной области, атрибут сущности

В данной лекции теория проектирования логических моделей реляционных баз данных представлена в виде правил и инструкций - форме, наиболее пригодной для ее быстрого практического применения.

Универсальное отношение

Рассмотрим пример отношения, содержащего данные о студенте университета Иванове (таблица 7.1).

Таблица 7.1. Данные о студенте
Номер Фамилия Курсовые проекты Предметы Оценка Комната тел.
1000 Иванов Математика /4 417 51-11
Компиляторы Системное программирование 5/4
Физика /5
Окисление серы Химия 5/5
Пример. Универсальное отношение.

Видно, что данные содержат множественные поля, т.е. атрибуты неатомарны. Дублирование данных в атрибутах позволяет представить данные о студенте в форме отношения (таблица 7.2).

Таблица 7.2. Отношение СТУДЕНТ
Номер Фамилия Курсовые проекты Предметы Оценка Комната Тел.
1000 Иванов Нет Математика /4 417 51-11
1000 Иванов Компиляторы Системное программирование 5/4 417 51-11
1000 Иванов Нет Физика /5 417 51-11
1000 Иванов Окисление серы Химия 5/5 417 51-11

Если в отношение включены все атрибуты из предметной области базы данных, то его называют универсальным отношением. Универсальное отношение находится в 1НФ. Как известно, отношением в 1НФ порождается множество аномалий в обработке данных (обновление, удаление, добавление, избыточность). Для того чтобы поместить универсальное отношение в базу данных, его необходимо нормализовать - разбить на совокупность более мелких отношений. При этом возникают следующие три вопроса:

  1. распознать отношения, подлежащие разбиению?
  2. Как осуществлять разбиение?
  3. Когда окончить процесс разбиения?

Анализ аномалий в обработке данных показывает, что решение двух первых вопросов тесно связано с определением первичного ключа, распознавания явлений дублирования и избыточности, дублирования и неизбыточности данных. В основе всех этих явлений лежит концепция ФЗ. С практической точки зрения смысл ФЗ заключается в следующем: если имеет место А \to В, то каждый из кортежей, имеющих одно и то же значение А, должен иметь одно и то же значение В. Изменение значений А и В во времени не должно нарушать ФЗ.

Как же распознать ФЗ на практике? ФЗ определяется в каждой конкретной ситуации посредством детального анализа свойств всех атрибутов отношения и формирования заключения о типах их соотношений друг с другом. ФЗ не могут быть выявлены путем просмотра отдельного экземпляра отношения и нахождения двух атрибутов, имеющих одинаковые значения в разных кортежах. ФЗ должны быть получены из собственных свойств атрибутов предметной области базы данных. Просмотр отношения - это формальное определение возможных, но не действительных функциональных связей.

Определив все ФЗ, присущие предметной области базы данных, можно приступать к процессу разбиения отношений, именуемому декомпозицией схем отношений. Декомпозиция схем отношений является одним из основных методов построения логических моделей реляционных баз данных. Использование универсального отношения позволяет иметь отправную точку декомпозиции отношений базы данных. Результатом декомпозиции является нормализованная модель данных.

Игорь Хан
Игорь Хан
Узбекистан, Ташкент, Ташкентский педагогический институт иностранных языков, 1990