Rezumat: Prelegerea este dedicată întrebărilor de optimizare a schemelor de relații pe baza metodelor formale ale teoriei bazelor de date relaționale. Se dă un exemplu de a aduce masa la a treia formă normală, optimă pentru un număr de indicatori. Se iau în considerare întrebările privind integritatea datelor în bazele de date relaționale.
Scopul prelegerii. pentru a arăta posibilitatea utilizării efective a metodelor formale de construire a unei structuri optime (pe anumite indicatori) a unei baze de date relaționale prin normalizarea schemelor de relații.
8.1. Problema alegerii schemelor raționale ale relațiilor
Când prezentăm o schemă conceptuală sub forma unui model relațional, sunt posibile diferite opțiuni pentru alegerea schemelor de relații. Unele opțiuni au fost luate în considerare în secțiunile anterioare (6.2.3), altele sunt obținute prin combinarea (sau divizarea) unor scheme de relații. Din alegerea corectă a schemelor de relații reprezentând schema conceptuală, eficiența funcționării bazei de date va depinde în mare măsură de aceasta.
De exemplu, luați în considerare o schemă specifică de relații și analizați neajunsurile sale. Să presupunem că datele despre studenți, facultăți, specialități sunt incluse în tabelul cu următoarea schemă de relații: STUDENT (codul studenților, numele, numele facultății, numele de specialitate).
Această schemă de relații provoacă următoarele dezavantaje ale bazei de date relevante:
- Dublarea informațiilor (redundanță). Elevii care studiază la aceeași facultate vor repeta numele facultății. Pentru diferite facultăți, specialitățile vor fi repetate.
- Potențial de inconsecvență (anomalii de actualizare). În cazul în care, de exemplu, modificați numele de specialitate, atunci se schimba intr-un singur tuplu (un student), trebuie să se schimbe în toate celelalte tupluri, în cazul în care este prezent.
- Pierderea potențială a informațiilor (anomalie eliminată). Dacă ștergeți informații despre toți elevii care intră într-o anumită specialitate, pierdem toate informațiile despre această specialitate.
- Posibilitatea de a nu include informații în baza de date (anomalii ale incluziunii). În baza de date nu vor exista informații despre specialitate, în cazul în care studenții nu au studiat.
În teoria bazelor de date relaționale, există metode formale pentru construirea unui model de bază de date relațională. în care nu există anomalii de redundanță și actualizare. eliminarea și includerea.
Normalizare. Prima formă normală.
Construcția unei variante raționale a schemelor de relații (care posedă cele mai bune proprietăți pentru operațiunile de includere, modificare și ștergere a datelor decât toate celelalte seturi de scheme) se realizează prin așa-numita normalizare a schemelor de relații. Normalizarea se realizează în mai multe etape. În etapa inițială, schema de relații ar trebui să fie în prima formă normală (1NF).
Raportul este în prima formă normală. dacă toate atributele unei relații iau valori simple (atomice sau indivizibile) care nu sunt un set sau o mulțime de componente mai elementare.
Luați în considerare următorul exemplu.
Acum la intersecția oricărui rând și a oricărei coloane există o valoare și, în consecință, acest tabel este în prima formă normală.
Apoi, atitudinea. reprezentate în prima formă normală. este ulterior transformată în formele normale secundare și a doua. Procesul de construire a celor două și a treia forme normale va fi descris în următoarele subsecțiuni. În anumite ipoteze despre date, a treia formă normală este cea mai bună opțiune dorită.
Dacă aceste presupuneri nu sunt îndeplinite, atunci procesul de normalizare continuă și raportul este transformat în cea de-a patra și a cincea formă normală. Construcția formelor corespunzătoare este descrisă în literatură și nu este luată în considerare în această carte.
Înainte de a trece la construirea celei de-a doua forme normale. este necesar să se definească o serie de concepte formale.
8.2. Dependențe funcționale (dependențe între atributele relației)
Dependența funcțională de raportul R - este declarația formei „Dacă doi tuple setat atributul R coincid (Ie, tuplele sunt componente reciproc corespunzătoare din aceeași valoare pentru fiecare atribut al setului X.), Atunci ele trebuie să fie aceeași și atributele . Formal, această seturi de relații scrise expresie X -> Y. și precizează că X determină funcțional Y. mai des utilizate Revendicarea: X determină funcțional Y sau Y este dependent funcțional pe X (notată X -> Y) dacă și numai dacă fiecare Valoarea X-lea raport set R este conectat cu un set raport valoare Y R. Cu alte cuvinte, în cazul în care două coincid valoarea R tuple X. ele coincid semnificativ Y.
Notă. În general, termenul "relație" poate însemna două concepte:
- relația ca variabilă care poate lua valori diferite (un tabel ale cărui rânduri și coloane pot avea valori diferite);
- relație, ca un set de valori specifice (tabel cu elemente umplute).
Funcțiile dependente caracterizează toate relațiile care pot fi valorile schemei raportului R în principiu. Prin urmare, singura modalitate de determinare a dependențelor funcționale este analiza atentă a semanticii (semnificației) atributelor.
Funcționările dependente sunt, în special, constrângeri de integritate, deci este recomandabil să le verificați de fiecare dată când baza de date este actualizată.
Exemplu de dependențe funcționale pentru raportul EXAM.
Trimiteți-le prietenilor: