otvety (565207), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Проблему физического проектирования баз данных. Как обеспечитьэффективность выполнения запросов к базе данных (т.е. как с учетомособенностей конкретной СУБД, расположить данные во внешнейпамяти, разложить их на отдельные файлы и дополнительныеструктуры (например, индексы), чтобы повысить скорость работы синформацией, в том числе и при множественном доступе).Первая нормальная форма (1НФ).
Отношение R находится в первойнормальной форме (1НФ), когда оно удовлетворяет требованиям,сформулированным к понятию «отношения», т.е., в ячейках этой таблицысодержатся одиночные значения, столбец имеет в пределах таблицыуникальное имя и единый тип данных, нет повторяющихся строк.Отношение – двумерная таблица, соответствующая следующимтребованиям:1. В строках располагается информация о сущности.2.
В столбцах содержатся данные об атрибутах (свойствах) сущности.3. В ячейках размещаются только одиночные значения.4. Значения записей столбца имеют один тип данных.5. Каждый столбец имеет уникальное имя в пределах таблицы.6. Таблица не может содержать двух идентичных (одинаковых) строк.7. Порядок следования столбцов и строк не имеет значения.12)Назначение нормализации БД. Вторая нормальная форма. Примеры.Метод нормализации основан на декомпозиции отношения,находящегося в предыдущей нормальной форме на два или более отношения,каждое из которых удовлетворяет требованиям новой нормальной формы.При этом соблюдаются следующие требования:1.
Каждая следующая нормальная форма устраняет недостаткипредшествующей и совершенствует модель отношений.2. Каждая следующая нормальная форма сохраняет свойства предыдущихнормальных форм.Процесс нормализации отношений базируется на фундаментальном втеории реляционных баз данных понятии функциональной зависимостимежду атрибутами.Отношение R находится во второй нормальной форме (2НФ) в томслучае, когда находится в 1НФ, и каждый из неключевых атрибутовполностью зависит от всего ключа.Табл.1.
СЕКЦИИ (КодСтудента, Секция, Плата)КодСтудентаСекцияПлата110плавание150110футбол110111волейбол120111плавание150122бокс100112шахматы100Первая нормальная форма подвержена аномалиям вставки и удаления.Так, для табл.1 при удалении студента «122» будет потеряна информация оплате в секции «бокс» и нельзя ввести данные о новой секции, пока в нее небудет записан студент. Основной причиной возникновения аномалийявляется функциональная зависимость атрибутов не от всего ключа, а толькоот его части.
В данном случае Плата зависит только от Секции (Секция>Плата).13)Транзитивные зависимости. Третья нормальная форма. Примеры.Функциональная зависимость R.X --> R.Y называется транзитивной, еслисуществует такой атрибут Z, что имеются функциональные зависимости R.X--> R.Z и R.Z --> R.Y и отсутствует функциональная зависимость R.Z --> R.X.Отношение R находится в третьей нормальной форме (3НФ), еслинаходится во 2НФ и каждый неключевой атрибут не является транзитивнозависимым от первичного ключа.Табл.2.
ПРОЖИВАНИЕ (КодСтудента, Общежитие, Плата)КодСтудента Общежитие100№9110№4111№9121№4132№8142№5Плата120110120110100100Для табл.2 также при удалении студента с кодом «142» будет потерянаинформация о плате в общежитии «№5» и нельзя ввести данные поотсутствующему общежитию, пока не будет добавлен студент. В данномслучаеимеютместофункциональныезависимостиКодСтудента→Общежитие и Общежитие→Плата, образуя транзитивнуюзависимость КодСтудента→Общежитие→Плата.Основной причиной возникновения аномалий является транзитивнаязависимость неключевых атрибутов от первичного ключа.УСТРАНЕНИЕ: декомпозиция отношения на два новых отношенияСТУДЕНТ-ПРОЖИВАНИЕ (КодСтудента, Общежитие) и ОБЩЕЖИТИЕПЛАТА (Общежитие, Плата)14)Детерминант. Нормальная форма Бойса-Кодда.
Примеры.Детерминант – любой атрибут, от которого полностью функциональнозависит некоторый другой атрибут.Отношение R находится в нормальной форме Бойса-Кодда (БКНФ) в томи только в том случае, если каждый детерминант является возможнымключом.Табл.3. НаучныйРуководитель (КодСтудента, УчебныйКурс,Преподаватель)КодСтудента УчебныйКурс Преподаватель100ФизикаБойль110ХимияКлапейрон111ФизикаМариотт121ФизикаБойль133БиологияДарвин133ХимияКлапейронТребования к отношению «НаучныйРуководитель»:1. Студент может посещать один или несколько учебных курсов.2. На учебном курсе может быть несколько преподавателей.3.
Каждый преподаватель может осуществлять научное руководство надстудентом только в рамках одного учебного курса.Для табл.3: при удалении студента с кодом «133» будет потерянаинформация об учебном курсе «Биология» и нельзя ввести данные поотсутствующему учебному курсу, пока не будет добавлен студент.В данном случае имеются два ключа-кандидата: КодСтудентаУчебныйКурс и КодСтудента-Преподаватель. Преподаватель являетсядетерминантом атрибута УчебныйКурс (без преподавателя не можетсуществовать учебный курс, следовательно учебный курс полностьюфункционально зависит от преподавателя).Основной причиной возникновения аномалий является то, чтодетерминант «Преподаватель» в рассматриваемом отношении не являетсяключом.УСТРАНЕНИЕ: декомпозиция отношения на два новых отношенияСТУДЕНТ-РУКОВОДИТЕЛЬ(КодСтудента,Преподаватель)иРУКОВОДИТЕЛЬ-УЧЕБНЫЙКУРС (Преподаватель, УчебныйКурс)15)Многозначные зависимости.
Четвертая нормальная форма. Примеры.В отношении R (A, B, C) существует многозначная зависимость R.A -->>R.B в том и только том случае, если множество значений B, соответствующеепаре значений A и C, зависит только от A и не зависит от С.Поле А многозначно определяет поле В той же таблицы, если для каждогозначения поля А существует хорошо определенное множествосоответствующих значений В.Отношение R находится в четвертой нормальной форме (4НФ), еслинаходится в форме НФБК и не имеет многозначных зависимостей.Табл.4. СТУДЕНТ (КодСтудента, УчебныйКурс, Секция)КодСтудента УчебныйКурс Секция100ФизикаПлавание100ХимияПлавание111ФизикаПлавание111ХимияПлавание111ФизикаБорьба111ХимияБорьбаДля табл.4 существуют такие недостатки, как избыточность данных, атакже аномалии модификации, выражающиеся в том, что при необходимостивставить или удалить информацию по секции следует добавить (илиудалить) несколько строк.Основной причиной возникновения аномалий является наличиемногозначныхзависимостей:КодСтудента->->УчебныйКурсиКодСтудента->->Секция.УСТРАНЕНИЕ: декомпозиция отношения на два новых:СТУДЕНТ-УчебныйКурс(КодСтудента, УчебныйКурс) и СТУДЕНТСекция(КодСтудента, Секция).16)Доменно-ключевая нормальная форма.
Определения. Примеры.Доменно-ключевая нормальная форма (ДКНФ) была предложена в1981 г. Фагиным (R.Fagin). Он доказал, что если отношение находится вДКНФ, то оно свободно от каких бы то ни было аномалий.Определение: Отношение находится в ДКНФ, если каждое ограничение,накладываемое на него, является логическим следствием определениядоменов и ключей.Под ограничением понимается правило, которое регулирует значенияатрибутов (правила редактирования и ограничения связей, внутренниеограничения отношений, функциональные и многозначные зависимости).Домен (domain – область, сфера) – именованный набор значений,которые может принимать атрибут. Это чаще всего известный илификсированный набор значений либо более общее определение форматазначений.Табл.5. СТУДЕНТ (КодСтудента, Курс, Общежитие, Плата)АтрибутДоменЗначениеЦелое число, 3КодСтудента ИдентификаторСтудентаи цифрыКурсГодОбученияОбщежитиеНомерЗданияПлатаПлатаЗаПроживание1,2,3,4,5,6Целое число, 2е цифрыЛюбаяденежнаясуммаРасположенные в таблице 5 колонки «Домен» и «Значение»представляют, фактически, прообраз Метаданных, который в дальнейшембудет положен в основу структуры таблиц проектируемой базы данных.Метаданные – это данные о данных, т.е.
описание «скелета» илиструктуры базы данных, которая впоследствии будет заполняться конкретнойинформацией.При определении ключей данного отношения можно видеть, что атрибут«Общежитие» может быть ключом самостоятельного отношения «Плата».Кроме того, при анализе доменной структуры отношения «Студент» (табл.5)можно выявить такой недостаток, как избыточность данных, возникающийвследствие имеющейся функциональной зависимости между атрибутами«Общежитие» и «Плата». Поэтому имеющееся отношение следуетпреобразоватьвдвановыхотношения:СТУДЕНТ(КодСтудента,Курс,Общежитие)иОбщежитиеПлата(Общежитие, Плата).17) 1) Способ хранения информацииВся информация, хранящаяся в БД содержится в таблицах.2) Правило гарантированного доступаДоступ к информации и значениям в таблице гарантированноосуществляется, если указать имя таблицы, значение первичного ключа иимя столбца в таблице.3) Правило запрета недействительных значенийВ качестве отсутствующих значений в БД не может использоватьсяпустая строка.4) Правило обеспечения целостности данных, обновления, добавления,удаления записейБД должна иметь процедуры обеспечения целостности данных придобавлении и удалении информации.
Эти правила реализуются на уровнезаписей таблицы.5) Правило независимости физических данныхПри изменении способов хранения данных и доступа к ним на уровнефизической организации, логическая структура БД не меняется1. Недостатки файловых систем при хранении и поиске информации.2. Исторические этапы развития БД.
Основные программные реализацииБД.3. Жизненный цикл БД. Основные этапы. Решаемые задачи.4. Базы и банки данных. Терминология. Основные компоненты БД, ихназначение.5. Уровни схематических моделей БД.6. Реляционная модель БД. Определение отношения. Типы ключей.7. Идентификация информации в БД. Типы ключей.
Аномалиимодификации.8. Модель «Сущность-Связь». Основные понятия и определения.Обозначения для схем.9. Этапы преобразования схемы «Сущность-Связь» в реляционнуюмодель БД.10.Виды связей в реляционных БД.11.Классический подход к проектированию БД. Первая нормальнаяформа.12.Назначение нормализации БД. Вторая нормальная форма.
Примеры.13.Транзитивные зависимости. Третья нормальная форма. Примеры.14.Детерминант. Нормальная форма Бойса-Кодда. Примеры.15.Многозначные зависимости. Четвертая нормальная форма. Примеры.16.Доменно-ключевая нормальная форма. Определения. Примеры.17.Правила, которым должна соответствовать реляционная БД(Правила Кодда):.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
