Введение в системы БД (542480), страница 111
Текст из файла (страница 111)
Проектирование базы данных ные-отношения обычно не рекомендуется, поскольку лля них характерна асимметричность" (не говоря уже о том, что нх предикаты, как правило, весьма сложны) и зта асимметричность способна вызвать разные проблемы практического характера. Например, для случая, показанного на рис. 11.17, сведения о поставщиках и деталях представлены асимметрично. Рассмотрим два приведенных ниже симметричных запроса.
1. Получить список номеров поставщиков /Я$) детали с номером 'Р1'. 2. Получить список деталей (Р$), поставляемых поставщиком с номером ' Я1'. Из-за асимметричности переменной-отношения ЯР0 их формулировки оказываются совершенно различными 1. ( ЯР() ННЕНЕ Р) ( 'Р1' ) 1Н Р() ( Р0 ) ) ( Я) ). 2.( ( ЯР() ННЕНЕ Я$ = Я$ ( 'Я1' ) ) ( Р0 ) ) ( Р0 В данном примере предполагается, что ЯРЯ вЂ” зто переменная-отношение, допустимыми значениями которой являются отношения, аналогичные показанному на рис.
11.17. Рис // /7 Переменная-отношение ЯР()с атрибутом, содержим/им в качестве значений другое онпюисение Еще хуже обстоит дело с операциями обновления. Рассмотрим следующие две операции обновления. 1. Ввести сведения о новой поставке 500 деталей типа 'Р5' поставщиком с номером 'Яб'. 2. Ввести сведения о новой поставке 500 деталей типа 'Р5' поставщиком с номером 'Я2'. С/ Фактически подобные переменные-отношения ранее даже не были узаконены и назывались ненормализованными, псе такими, которые не находятся даже в первой нормальной форме //О 4/ /см также главу 5) Глава!!. Дальнейшая нормализация: формы 1НФ, 2НФ, ЗНФ и НФБК 449 При работе с обычной переменной-отношением БР между двумя подобными обновлениями нет никакой принципиальной разницы, так как в обоих случаях речь идет о вставке в переменную-отношение единственного кортежа.
В противоположность этому при работе с переменной-отношением БРО выполняемые обновления будут существенно отличаться (не говоря уже о том, что в данной ситуации абе эти операции будут намного сложнее, чем при работе с переменной-отношением БР). 1. 1НБЕКТ 1НТО БРЯ КЕЬАТ10Н ( ТУРЬЕ ( 8$ Б0 ( 'Бб' ), РЯ КЕЬАТ10Н ( ТУРЬЕ ( Р) ( 'Р5' ), ЯТХ ЯТХ ( 500 ) ) 2. УРОАТЕ БРО ННЕКЕ Б) = 8$ ( '82' ) 1НБЕКТ 1НТО РО КЕЬАТ?ОН (ТУРЬЕ ( Р0 ( 'Р5' ), ОТХ ЯТХ ( 500 ) ) ); Переменные-отношения (по крайней мере, базовые переменные-отношения) предпочтительнее создавать без использования подобных атрибутов, принимающих в качестве значений другие отношения, так как в этом случае они обладают более простой логической структурой, что существенно упрощает выполнение с ними различных операций.
Однако зто замечание следует воспринимать лишь как рекомендацию, но не как обязательное правило. На практике вполне могут существовать такие ситуации, когда имеет смысл использовать атрибут со значениями-отношениями в некоторой переменной- отношении и даже в базовой переменной-отношении. Например, на рис. 11.18 показано (частично) возможное содержимое переменной-отношения каталога КЧК, в которой хранятся сведения о переменных-отношениях некоторой базы данных с указанием их потенциальных ключей. Атрибут СК в этой переменной-отношении содержит значения- отношения.
Причем он одновременно является компонентом единственного потенциального ключа переменной-отношения КЧК! Определение этой переменной-отношения может выглядеть так, как показано ниже. ЧАК КЧК БАБЕ КЕЬАТ10Н ( КЧНАМЕ НАНЕ, СК КЕЬАТ10Н ( АТТКНАМЕ МАМЕ ) ) КЕХ ( КЧНАМЕ, СК ); Замечание. В ответе к упр, 11.3 показано, как можно исключить атрибуты со значениями-отношениямн, если такое исключение является желательным (что обычно имеет место на практике)'з. См. также обсуждение оператора УНБКОУР в главе б (раздел б.8). 11.7. Резюме На этом заканчивается первая из двух глав, посвященных дальнейшей нормализации.
В ней обсуждались концепции первой, второй и третьей нормальных форм, а также нормальной формы Бойса-Ковда. Разные нормальные формы (включая четвертую и пятую нормальные формы, речь о которых пойдет в следующей главе) образуют общее Ы Это действител~но возможно.' Следует отметить, что зто невозможно в случае переменной-отношения Я((К по крайней мере непосредственно (т.е. без введения некоторой разновидности атрибута СКИАМЕ, предназначенного для указания "имени потенциального ключа").
450 Часть 111. Лроектиронание базы данных упорядочение в том смысле, что каждая переменная-отношение на некотором уровне нормализации автоматически находится на всех более низких уровнях нормализации, тогда как обратное утверждение неверно, т.е. на каждом уровне нормализации могут быть переменные-отношения, которые не находятся на всех более высоких уровнях нормализации.
Более того, всегда можно выполнить приведение к НФБК (а на самом деле к 5НФ), т.е. любую заданную переменную-отношение всегда можно заменить эквивалентным набором переменных-отношений, которые находятся в НФБК (или же в 5НФ). Такое приведение используется для того, чтобы избежать избыточности и, следовательно, возникновения некоторых аномалий обновления. Рна ! !, !8. Переменная-отношение йУК, входящая в каталог некоторой базы данных Процесс приведения (декомпозиции) заключается в замене данной переменной- отношения некоторым набором ее проекций, составленным таким образом, чтобы обратное соединение этих проекций позволяло вновь получить исходную переменную- отношение.
Иначе говоря, эют процесс является обратимым (или декомпозиция всегда выполняется без потерь информации). Также было показано, что решающую роль в этом процессе играют функциональные зависимости. Теорема Хита прямо утверждает, что если некоторая декомпозиция выполняется в соответствии с определенной ФЗ, то она будет выполнена без потерь. Такое положение дел может рассматриваться как еще одно подтверждение сделанного в главе 10 заявления о том, что понятие ФЗ является если и "не совсем фундаментальным, то весьма близким к этому*'.
В данной главе также обсуждалась концепция Риссанена о независимых проекциях н было сделано предположение о том, что в тех случаях, когда существует возможность выбора, исходную переменную-отношение предпочтительнее разбивать именно на независи- Глава П. Дальнейшая нормализация; формы 1НФ, 2НФ, 3НФ и НФБК 451 мые проекции, а не на проекции, зависимые одна от другой. Декомпозицию на независимые проекции принято называть декомпозицией с сохранением зависимостей. К сожалению, следует отметить, что стремление к достижению двух указанных выше целей, а именно — к декомпозиции без потерь с приведением к НФБК и к декомпозиции с сохранением зависимостей, в некоторых случаях может привести к конфликтной ситуации. В заключение данной главы вашему вниманию предлагается весьма элегантное (и абсолютно точное) определение ЗНФ и НФБК, данное Заниоло (Лап(о!о) (11.7). Сначала приведем определение ЗНФ.
° Пусть дана переменная-отношение й, Х является некоторым подмножеством атрибутов этой переменной-отношения й и й является некоторым отдельным атрибутом переменной-отношения й. Переменная-отношение к находится в третьей нормальной форме тогда и только тогда, когда для каждой функциональной зависимости Х вЂ” э й в переменной-отношении й истинно по крайней мере одно из следующих утверждений. 1. Подмножество Х включает атрибут й (т.е.
данная ФЗ тривиальна). 2. Подмножество Х является суперключом переменной-отношения й. 3. Атрибут й входит в состав некоторого потенциального ключа переменной- отношения й. Определение НФБК можно получить из приведенного выше определения ЗНФ, просто опустив третье утверждение (из чего следует, что НФБК является более строгим ограничением по сравнению с ЗНФ). Именно третье утверждение является причиной той "неадекватности" исходного определения Колда для ЗНФ (10.4), о которой упоминалось во введении к этой главе.
Упражнения 11.1. Докажите теорему Хита. Будет ли верной обратная теорема? 11.2. Существует мнение, что каждая бинарная переменная-отношение обязательно находится в НФБК. Верно ли это утверждение? 11.3. На рис. 11.19 показана структура информации о персонале компании, которая должна быть помещена в базу данных.
Она представлена в том виде, который используется при работе с иерархической СУБД, подобной продукту !п(оппайоп Мапаяешел1 Бугдеш (!МБ) фирмы 1ВМ (см. ~лаву 1). Эта структура удовлетворяет следующим правилам. ° В компании имеется несколько отделов. ° В каждом отделе (йерагйпепй) есть некоторое количество сотрудников (Епр1оуее), занятых в нескольких проектах (Рго)есб) и размешаюшихся в нескольких офисах (ОШсе).
' Каждый сотрудник имеет план работы (3оЬ), т.е, несколько заданий, которые он должен выполнить. Для каждого такого задания существует ведомость (Ба!агу Ыв!огу), содержащая перечень денежных сумм, полученных сотрудником за выполнение данного задания. ° В каждом офисе установлено несколько телефонов (РЬоле). 452 Часть 111. Проектирование базы Данных Рис. ! 1.! 9. Иерархическое представление структуры информации о персонале компании, которая должна храниться в базе данных В базе данных должна храниться следующая информация. ° Для каждого отдела; номер отдела (уникальный), его бюджет и личный номер сотрудника, возглавляющего отдел (уникальный).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
