RK_BD_final (Ответы на финальное РК (DOC)), страница 3

Причины возникновения: функциональная зависимость атрибутов от части ключа (Секция->Плата). «Плата» зависит частично от ключа «КодСтудента, Секция » !!!

2НФ – Вторая нормальная форма (снимает проблемы композитных ключей)

Отношение R находится во второй нормальной форме, когда находится в 1НФ и каждый из неключевых атрибутов полностью зависит от всего ключа.

Вопрос 13

Транзитивные зависимости. Третья нормальная форма. Примеры.

Третья нормальная форма связана с транзитивными зависимостями. Транзитивные зависимости между полями базы данных существует тогда, когда значения не ключевых полей зависят от значений других не ключевых полей.

Чтобы база данных была в третьей нормальной форме, она должна быть во второй нормальной форме.

2НФ – проблемы для Таблицы «Проживание»: (наличие аномалий):

*при удалении студента «142» будет потеряна информация о плате в общежитии №5

*нельзя ввести данные о новом общежитии, пока не поселится студент

Причины возникновения: транзитивная функциональная зависимость неключевого атрибута «Плата» от ключа «КодСтудента »

Функциональные зависимости: КодСтудента->Общежитие и Общежитие->Плата

Транзитивная зависимость: КодСтудента->Общежитие->Плата

3НФ – Третья нормальная форма (решение для транзитивных зависимостей)

Отношение R находится в третьей нормальной форме, если находится во 2НФ и каждый неключевой атрибут не является транзитивно зависимым от первичного ключа.

Вопрос 14

Д етерминант - атрибут, от которого полностью функционально зависит другой атрибут Форма Бойса-Кодда - в ней отношение называется нормальным, если каждый детерминант является ключом

Вопрос 15

Многозначные зависимости. Четвертая нормальная форма. Примеры

Четвертая нормальная форма касается отношений, в которых имеются повторяющиеся наборы данных. Определение 4НФ: Отношение R находится в четвертой нормальной форме, если находится в форме НФБК и не имеет многозначных зависимостей.

Пример. Рассмотрим отношение СТУДЕНТ (КодСтудента, УчебныйКурс, Секция)

Это отношение имеет значительную избыточность и его использование приводит к возникновению аномалии обновления. Например, добавление информации о том, что студент 111 будет заниматься борьбой приводит к необходимости добавить две новые записи (по одной для каждого учебного курса) вместо одной.

НФБК – проблемы для Таблицы «Студент »: (наличие избыточности данных).Причины возникновения: наличие многозначных зависимостей.

Многозначные зависимости:

1. Зависимость множества значений атрибута УчебныйКурс от множества значений атрибута КодСтудента (КодСтудента->->УчебныйКурс)

2. Зависимость множества значений атрибута Секция от множества значений атрибута КодСтудента (КодСтудента->->Секция)

РЕШЕНИЕ – Декомпозиция НФБК с избыточностью данных на новые отношения:

Четвертая нормальная форма снимает проблему многозначных зависимостей

Вопрос 16

Доменно-ключевая нормальная форма. Определения. Примеры.

Доменно-ключевая форма – самая крутая, находится в центре круга форм.

Отношение находится в ДКНФ, если каждое ограничение, накладываемое на него, является логическим следствием определения доменов и ключей.

Ограничение – правило, регулирующее значения атрибутов (правила редактирования и ограничения связей, внутренние ограничения отношений, функциональные и многозначные зависимости).

Домен (domain – область, сфера) – именованный набор значений, которые может принимать атрибут. Фиксированный набор значений или общее определение формата значений.

Структура:

СТУДЕНТ

(КодСтудента, Курс, Общежитие, Плата)

СТУДЕНТ

(КодСтудента,Курс,Общежитие)

Общежитие-Плата

(Общежитие, Плата)

Пример нормализации:

Исходный набор таблиц:

Нормализация:

Вопрос 17

Архитектура сетевой реализации БД «Клиент-Сервер».

Особенности обработки запросов к БД.

Исходные файлы клиенту не передаются, сервер сам выполняет запрос на отбор данных из исходных файлов и представляет/передает клиенту готовый результат. При этом существенно уменьшается объем файлов, передаваемых по сети, и мощность обработки определяется комплектацией сервера.

Требуется мощный сервер, на сеть приходится малая нагрузка, и нет необходимости в мощных компьютерах-клиентах. Используется для систем с большим количеством пользователей (сотни пользователей).

Вопрос 18

Архитектура сетевой реализации БД «Файл-Сервер». Особенности обработки запросов к БД.

При запросе сервер предоставляет весь объем данных компьютеру-клиенту. Обработку информации осуществляет компьютер-клиент. Сервер предоставляет пользователю исходные файлы – таблицы, а процедуры получения нужной информации из этих файлов реализуются на компьютере-клиенте.

Недостаток системы – большой объем передаваемых по сети данных. Скорость обработки информации определяется компьютером-клиентом (десятки пользователей).

Требуются мощные производительные компьютеры-клиенты; от файловой системы сервера требуется высокая производительность по передаче файлов на компьютере-клиенте.

Вопрос 19

Варианты аппаратной реализации сетевых БД

Архитектура «клиент-сервер» с выделенным сервером

БД установлена на сервере, который не используется в качестве рабочей станции

Архитектура «клиент-сервер» на основе невыделенного сервера

БД устанавливается на рабочей станции-сервере, которая также используется и в качестве рабочей станции

Архитектура распределенной базы данных

Распределенная БД состоит из нескольких узлов-баз данных, (включают собственные локальные СУБД с реальными БД и пользователями), пользователи которых работают со своими локальными БД, но при необходимости обеспечивается доступ к другим узлам-БД через коммуникационную сеть

Вопрос 20

Механизм транзакций, назначение и использование в БД

Транзакция – совокупность операций с БД, которые обеспечивают перевод БД из одного устойчивого состояния в другое и выполняются так, чтобы БД оказалась в непротиворечивом состоянии, т. е. не должна быть нарушена целостность данных

Транзакция обладает четырьмя важными свойствами, известными как свойства АСИД:

• (А) Атомарность. Транзакция выполняется как атомарная операция - либо выполняется вся транзакция целиком, либо она целиком не выполняется.

• (С) Согласованность. Транзакция переводит базу данных из одного согласованного (целостного) состояния в другое согласованное (целостное) состояние. Внутри транзакции согласованность базы данных может нарушаться.

• (И) Изоляция. Транзакции разных пользователей не должны мешать друг другу (например, как если бы они выполнялись строго по очереди).

• (Д) Долговечность. Если транзакция выполнена, то результаты ее работы должны сохраниться в базе данных, даже если в следующий момент произойдет сбой системы.

Транзакция обычно начинается автоматически с момента присоединения пользователя к СУБД и продолжается до тех пор, пока не произойдет одно из следующих событий:

• Подана команда (зафиксировать транзакцию).

• Подана команда (откатить транзакцию).

• Произошло отсоединение пользователя от СУБД.

• Произошел сбой системы.

База данных находится в согласованном состоянии, если для этого состояния выполнены ограничения целостности. Одной из главных задач БД является задание ограничений целостности в структуре БД и процедурах обработки БД:

- ввод и корректировке данных;

- определение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме. Примером ограничений целостности может служить следующее утверждение: Возраст сотрудника не может быть меньше 18 и больше 65 лет.

Вопрос 21

Механизм индексации, назначение и реализация в БД.

Индексирование — логическая сортировка строк таблицы, основанная на создании вспомогательных файлов, содержащих упорядоченные списки значений ключей отношения со ссылками на строку отношения, в которой они находятся.

Индексные файлы занимают дополнительную память, но резко ускоряют поиск благодаря применению метода половинного деления. Для одного отношения может быть создано несколько индексов.

Задачи, реализуемые на этапах ЖЦБД:

1. Анализ предметной области –

-построение модели БД,

-описание правил целостности, доступности и секретности данных,

-определение пользовательских интерфейсов,

-оценка объемно-временных параметров обработки данных.

2. Выбор программного обеспечения, платформы БД.

3. Проектирование структуры БД:

- состав и структура таблиц/файлов БД;

- связи;

- выбор методов упорядочения и доступа к данным.

4. Задание ограничений целостности в структуре БД и процедурах обработки БД:

- ввод и корректировке данных;

- определение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме.

5. Разработка технологии проверки соответствия введенных данных модели реальному состоянию предметной области.

6. Проектирование системы ввода данных.

7. Разработка системы защиты данных и разграничения доступа, уровень пользователей.

8. Разработка технологии архивирования и восстановления БД после сбоев.

9. Анализ эффективности функционирования БД.

10.Создание методической документации для пользователей, их обучение.

Вопрос 22