Ответы на вопросы по Базам (1084490), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Основным достоинством объектно-ориентированной модели данных в сравнении с реляционной является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. Объектно-ориентированная модель дан­ных позволяет идентифицировать отдельную запись базы данных и опреде­лять функции их обработки.

Недостатками объектно-ориентированной модели являются высокая по­нятийная сложность, неудобство обработки данных и низкая скорость выпол­нения запросов.

5.Реляционная модель данных (РМД). Элементы реляционной модели данных: отношение, домен, атрибут, кортеж, схема отношения, степень и мощность отношения, ключи отношения.

Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области представляет собой набор отношении й, изменяющихся во времени. При создании информационной системы совокупность отношений позволя­ет хранить данные об объектах предметной области и моделировать свя­зи между ними.

Отношение является важнейшим понятием и представляет собой двумер­ную таблицу, содержащую некоторые данные.Сущность есть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении. Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность.

Домен представляет собой множество всех возможных значений опреде­ленного атрибута отношения.

Схема отношения (заголовок отношения) представляет собой список имен атрибутов.

Первичным ключом (ключом отношения, ключевым атрибутом) на­зывается атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Ключ может быть состав­ным (сложным), то есть состоять из нескольких атрибутов.

Каждое отношение обязательно имеет комбинацию атрибутов, которая может служить ключом. Ее существование гарантируется тем, что отноше­ние — это множество, которое не содержит одинаковых элементов — корте­жей. То есть в отношении нет повторяющихся кортежей, а это значит, что по крайней мере вся совокупность атрибутов обладает свойством однозначной идентификации кортежей отношения. Во многих СУБД допускается созда­вать отношения, не определяя ключи.

Возможны случаи, когда отношение имеет несколько комбинаций ат­рибутов, каждая из которых однозначно определяет все кортежи отно­шения. Все эти комбинации атрибутов являются возможными ключа­ми отношения. Любой из возможных ключей может быть выбран как первичный.

Если выбранный первичный ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов, говорят, что он является не избыточным.

Ключи обычно используют для достижения следующих целей:

1. исключения дублирования значений в ключевых атрибутах (остальные атрибуты в расчет не принимаются);

2. упорядочения кортежей. Возможно упорядочение по возрастанию или убыванию значений всех ключевых атрибутов, а также смешанное упо­рядочение (по одним — возрастание, а по другим — убывание);

3)ускорения работы к кортежами отношения

4)организации связывания таблиц

Реляционная модель накладывает на внешние ключи ограничение для обес­печения целостности данных, называемое ссылочной целостностью. Это оз­начает, что каждому значению внешнего ключа должны соответствовать стро­ки в связываемых отношениях.

Поскольку не всякой таблице можно поставить в соответствие отноше­ние, приведем условия, выполнение которых позволяет таблицу считать от­ношением.

1. Все строки таблицы должны быть уникальны, то есть не может быть строк с одинаковыми первичными ключами.

2. Имена столбцов таблицы должны быть различны, а значения их просты­ми, то есть недопустима группа значений в одном столбце одной строки.

3. Все строки одной таблицы должны иметь одну структуру, соответству­ющую именам и типам столбцов.

4. Порядок размещения строк в таблице может быть произвольным.

Наиболее часто таблица с отношением размещается в отдельном файле.

В некоторых СУБД одна отдельная таблица (отношение) считается базой дан­ных. В других СУБД база данных может содержать несколько таблиц.

В общем случае можно считать, что БД включает одну или несколько таб­лиц, объединенных смысловым содержанием, а также процедурами контро­ля целостности и обработки информации в интересах решения некоторой при­кладной задачи. Например, при использовании СУБД Microsoft Access в файле БД наряду с таблицами хранятся и другие объекты базы: запросы, отчеты, формы, макросы и модули.

Если задаваемое таблицей отношение имеет ключ, то считается, что таб­лица тоже имеет ключ, и ее называют ключевой или таблицей с ключевы­ми полями.

Основной единицей обработки данных в реляционных БД является отно­шение, а не отдельные его кортежи (записи).

6. Методы проектирования БД: сущность-связь, нормальных форм. Case-средства проектирования баз данных. Проблемы проектирования: избыточность, аномалии модификации, целостность БД.

Метод сущность-связь

Метод сущность-связь называют также методом «ER-диаграмм»: во-пер­вых, ER - аббревиатура от слов Essence (сущность) и Relation (связь), во-вто­рых, метод основан на использовании диаграмм, называемых соответствен­но диаграммами ER-экземпляров и диаграммами ER-типа.

Основными понятиями метода сущность-связь являются следующие: сущность, атрибут сущности, ключ сущности, связь между сущностями, степень связи, класс принадлежности экземпляров сущности, диаграммы ER-экземпляров, диаграммы ER-типа.

Избыточное дублирование данных и аномалии

Следует различать простое (неизбыточное) и избыточное дублирование данных. Наличие первого из них допускается в базах данных, а избыточное дублирование данных может приводить к проблемам при обработке данных. Приведем примеры обоих вариантов дублирования.

Пример неизбыточного дублирования Сотрудник и Телефон. Для сотрудников, находящихся в одном помещении, номера телефонов совпадают. Номер теле­фона 4328 встречается несколько раз, хотя для каждого служащего номер теле­фона уникален. Поэтому ни один из номеров не является избыточным. Дей­ствительно, при удалении одного из номеров телефонов будет утеряна инфор­мация о том, по какому номеру можно дозвониться до одного из служащих.

Возможный способ выхода из данной ситуации приведен на рис. 5.3. Здесь показаны два отношения С_Н и Н_Т, полученные путем декомпозиции ис­ходного отношения С_Т_Н. Первое из них содержит информацию о номерах комнат, в которых располагаются сотрудники, а второе - информацию о но­мерах телефонов в каждой из комнат. Теперь, если Петрова и уволят из уч­реждения и, как следствие этого, удалят всякую информацию о нем из баз данных учреждения, это не приведет к утере информации о номере телефона в 111-й комнате.

Процедура декомпозиции отношения С_Т_Н на два отношения С_Н и Н_Т является основной процедурой нормализации отношений.

Избыточное дублирование данных создает проблемы при обработке кор­тежей отношения, названные Э. Коддом «аномалиями обновления отноше­ния». Он показал, что для некоторых отношений проблемы возникают при попытке удаления, добавления или редактирования их кортежей.

Аномалиями будем называть такую ситуацию в таблицах БД, которая при­водит к противоречиям в БД либо существенно усложняет обработку данных. Аномалии модификации проявляются в том, что изменение значения одно­го данного может повлечь за собой просмотр всей таблицы и соответствую­щее изменение некоторых других записей таблицы. Так, например, изменение номера телефона в комнате 111 (рис. 5.2а), что представляет собой один единственный факт, потребует просмотра всей таб­лицы С_Т_Н и изменения поля Нкомн согласно текущему содержимому таблицы в записях, относящихся к Петрову, Сидорову и Егорову. Аномалии удаления состоят в том, что при удалении какого-либо данного из таблицы может пропасть и другая информация, которая не связана напрямую с удаляемым данным. В той же таблице С_Т_Н удаление записи о сотруднике Иванове (напри­мер, по причине увольнения или ухода на заслуженный отдых) приводит к ис­чезновению информации о номере телефона, установленного в 109-й комнате. Аномалии добавления возникают в случаях, когда информацию в таблицу нельзя поместить до тех пор, пока она неполная, либо вставка новой записи требует дополнительного просмотра таблицы. Примером может служить операция добавления нового сотрудника все в ту же таблицу С_Т_Н. Очевидно, будет противоестественным хранение сведений в этой таблице только о комнате и номере телефона в ней, пока никто из сотрудников не помещен в нее. Более того, если в таблице С_Т_Н поле Служащий является клю­чевым, то хранение в ней неполных записей с отсутствующей фамилией служаще­го просто недопустимо из-за неопределенности значения ключевого поля.

Вторым примером возникновения аномалии добавления может быть си­туация включения в таблицу нового сотрудника. При добавлении таких за­писей для исключения противоречий желательно проверить номер телефона и соответствующий номер комнаты хотя бы с одним из сотрудников, сидя­щих с новым сотрудником в той же комнате. Если же окажется, что у несколь­ких сотрудников, сидящих в одной комнате, имеются разные телефоны, то вообще не ясно, что делать (то ли в комнате несколько телефонов, то ли ка­кой-то из номеров ошибочный).

Целостность БД

Под целостностью понимают свойство базы данных, означающее, что она содержит полную, непротиворечивую и адекватно отражающую пред­метную область информацию.

Различают физическую логическую целостность. Физическая целостность означает наличие физического доступа к данным и то, что данные не утраче­ны. Логическая целостность означает отсутствие логических ошибок в базе данных, к которым относятся нарушение структуры БД или ее объектов, уда­ление или изменение установленных связей между объектами и т. д. В даль­нейшем речь будем вести о логической целостности.

Поддержание целостности БД включает проверку (контроль) целостнос­ти и ее восстановление в случае обнаружения противоречий в базе. Целост­ное состояние БД задается с помощью ограничений целостности в виде усло­вий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные.

Среди ограничений целостности можно выделить два основных типа ограничений: ограничения значений атрибутов отношений и структурные ограничения на кортежи отношений.

Примером ограничений значений атрибутов отношений является тре­бование недопустимости пустых или повторяющихся значений и атрибу­тах, а также контроль принадлежности значений атрибутов ладанному диа­пазону. Так, в записях отношений о кадрах значения атрибута Дата рожде­ния не могут превышать значений атрибута Дата_приема.

Наиболее гибким средством реализации контроля значений атрибутов яв­ляются хранимые процедуры и триггеры, имеющиеся в некоторых СУБД.

Структурные ограничения определяют требования целостности сущ­ностей и целостности ссылок. Каждому экземпляру сущности, представлен­ному в отношении, соответствует только один его кортеж. Требование цело­стности сущностей состоит в том, что любой кортеж отношения должен быть отличим от любого другого кортежа этого отношения, т. е., иными сло­вами, любое отношение должно обладать первичным ключом.

Формулировка требования целостности ссылок тесно связана с понятием внешнего ключа. Напомним, что внешние ключи служат для связи отношений (таблиц БД) между собой. При этом атрибут одного отношения (родительс­кого) называется внешним ключом данного отношения, если он является пер­вичным ключом другого отношения (дочернего). Говорят, что отношение, в котором определен внешний ключ, ссылается на отношение, в котором этот же атрибут является первичным ключом.

Требование целостности ссылок состоит в том, что для каждого значения внеш­него ключа родительской таблицы должна найтись строка в дочерней таблице с таким же значением первичного ключа. Например, если в отношении R1 (рис. 5.8) содержатся сведения о сотрудниках кафедры, а атрибут этого отношения Должн является первичным ключом отношения R2, то в этом отношении для каж­дой должности из R1 должна быть строка с соответствующим ей окладом.

Во многих современных СУБД имеются средства обеспечения контро­ля целостности БД.

7. Метод проектирования БД «сущность-связь» и его этапы. Модель предметной области: сущность, объект сущности, атрибут, связь, вид связи, класс принадлежности объектов сущности к связи. ER-диаграмма предметной области (ПО). Правила преобразования диаграммы ПО в реляционную базу данных.

Метод сущность-связь называют также методом «ER-диаграмм»: во-пер­вых, ER - аббревиатура от слов Essence (сущность) и Relation (связь), во-вто­рых, метод основан на использовании диаграмм, называемых соответствен­но диаграммами ER-экземпляров и диаграммами ER-типа.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)