- •Глава 1. Введение.
- •Раздел 2. Основные определения и требования к бд.
- •Раздел 2.1. Определения.
- •Раздел 2.2 Категории баз данных.
- •Раздел 2.3. Требования к бд.
- •Неизбытосность и непротиворечивость.
- •Защита от аппаратных и программных сбоев.
- •Реализация принципа независимости данных
- •Защита данных от несанкционированного доступа.
- •Раздел 3. Системы управления базами данных (субд).
- •Раздел 4. Языковые средства при работе с базами данных.
- •Глава 2. Проектирование логической структуры бд.
- •Раздел 1. Элементы данных и связи.
- •Табельный номер сотрудника
- •Должность сотрудника
- •Раздел 2. Классификация моделей данных.
- •Раздел 2.1. Иерархическая модель данных.
- •Раздел 2.2. Сетевые модели данных.
- •Раздел 2.3. Преобразование сетевых моделей к иерархическому виду.
- •Раздел 3. Реляционная модель данных.
- •Раздел 3.1. Преобразование структурированных данных.
- •Раздел 3.2. Преобразование реляционной схемы бд.
- •Раздел 3.3. Реляционная алгебра.
- •Раздел 4. Нормализация отношений.
- •Раздел 4.1. Функциональная зависимость.
- •Раздел 4.2. Правила логического следствия.
- •Раздел 4.3. Аксиомы функциональных зависимостей.
- •Раздел 5. Вторая нормальная форма (2нф).
- •Раздел 6. Третья нормальная форма (3нф).
М
Табельный номер сотрудника
Должность сотрудника
1
2
:1 – многие к одному – множество значений 1го элемента данных соответствует не более одного значения 2го элемента
1:М – один ко многим – одному значения первого элемента данных соответствует множество элементов второго, где
Должность сотрудника
Табельный номер сотрудника
1
2
М:М – многие ко многим – множеству значений 1го элемента данных соответствует множество значений 2го элемента данных
Должность сотрудника
Разряд по ЕДС
1
2
Связи первого и второго типа изображаются одиночной стрелкой возле второго элемента данных. 3 и 4 отображается двойной стрелкой возле второго элемента данных. Совокупность элементов данных и связей между ними называется овал-диаграммой. Связь на схеме (и в овал-диаграмме) является избыточной, если элементами данных имеются несколько простых путей по одиночным стрелкам.
Табельный номер сотрудника
Должность сотрудника
Разряд по ЕДС
Связь от С является избыточной и подлежит удалению.
Пример неправильно установленной связи:
Табельный номер сотрудника
Должность сотрудника
владеет
улучшен
Правила склейки записей.
Если от элемента данных А к элементу В имеется связь 1го или 2го типа (в элемент В приходит одиночная стрелка от А), то элемент В присоединен к элементу А, образуя таким образом логическую запись ключом, которой является А.
Замечание: Наличие других входящих стрелок к элементу В является препятствием применением правила.
Раздел 2. Классификация моделей данных.
В БД традиционно выделяются следующие модели данных:
Сетевой (сетевая модель данных)
Иерархическая модель
Реляционная модель
Из которых наибольшей общностью обладает сетевая. Частным случаем сетевой является иерархическая. Частной иерархической является реляционная.
Последующее применение правила склейки и последующих преобразований приводит описание данных к сетевому виду. Реже к иерархическому и совсем редко к реляционному.
Отправной причиной преобладание реляционной СУБД на рынке ПО является наличие алгоритмов преобразования сетевой модели к иерархическому виду, иерархические модели к реляционному виду и сетевой модели к реляционному виду.
Раздел 2.1. Иерархическая модель данных.
Множество узлов называется деревом (иерархией), если:
имеется 1 узел, называемый корнем
остальные узлы находятся попарно непересекающихся множествах, каждое из которых является деревом
1 – корень
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – семейства
Узел 3 – предок узла 8
Узел 8 – порожденный узлом 3
1,2,5 максимальные пути
1,3,7
1, 4 – минимальный путь
4, 5, 6, 7, 8, 9 – листья
Узел 7 является левым соседом узла 8
Узел 9 является правым соседом узла 8
У узла 7 нет левого узла
Левый сосед узла 3 – узел 2
В иерархии подразумеваются связи 1:М от предка к потомку.
Дерево называется сбалансированным, если:
каждый узел, кроме листьев, имеет одинаковое количество потомков
разница между минимальным и максимальным путем в дереве не превышает 1
Несбалансированное дерево Сбалансированное дерево
Дерево называется бинарным, если каждый узел имеет не более 2х потомков
Замечание: очень малое количество прикладных областей имеют схему данных в виде бинарных и сбалансированных деревьев.
Пример: Родословная собаки – это бинарное сбалансированное дерево.
Основное назначение рассмотренных структур – это организация поиска данных на физическом уровне, реализованном в виде индексных файлов.
Зависимость данных от структуры
Пример иерархии:
Свойство:
По экземпляру записи из отношения сотрудники. Мы не можем сказать в каком отделе он трудится и какую работу выполняет без использования связей на схеме БД. Это и есть зависимость данных от структур.
Для работы с такими структурами используется языки запросов, в которых есть операторы навигации по структуре (получить предка, получить потомка).
Правило преобразования
Для удаления зависимости данных от структуры в иерархии ключевые атрибуты предков дублируются в потомках, где они становятся неключевыми.
После преобразования по экземпляру записи из отношения «сотрудники» мы можем определить в каком отделе он трудится.
По прежнему нельзя определить какую работу сотрудник выполняет, однако этой информации в исходной схеме БД тоже не было.
Рассмотренное преобразование не добавляет новой информации (только дублирует).