20. Преобразование er-модели в реляционную модель данных для связей типа m:n.
Если связь типа M:N, то необходимо построить три таблицы — по одной для каждой сущности и одну для связи. Первичный ключ сущности должен быть первичным ключом соответствующей таблицы. Таблица для связи среди своих атрибутов должна иметь ключи обеих сущностей.
ER-диаграмма связи M:N имеется на рисунке 4.1. Согласно правилу 6 на основании этой ER-диаграммы должны быть сгенерированы три таблицы следующей структуры:
При этом осуществляется декомпозиция связи M:N на две связи 1:М следующим образом:
В таблице КЛИЕНТ — СЧЕТ клиенту, имеющему, например, Три счета, будут соответствовать три строки с одним и тем же номером клиента. А счет, у которого, например, два владельца, представляется двумя строками с различными номерами клиентов, владеющих этим счетом.
К ER-модели предметной области БАНК, представленной на рис. 4.5, применимы правила 1, 4, 6. Связь МЕНЕДЖЕР — ФИЛИАЛ (согласно правилу 1) представляется одной таблицей
Связь ФИЛИАЛ — СЧЕТ (согласно правилу 4) представляется связью
Связь КЛИЕНТ — СЧЕТ (согласно правилу 6) представляется связью
Анализ состава атрибутов полученных таблиц А, В, С, D, Е, F показывает, что таблица В является составной частью таблицы А, таблица Е — составной частью таблицы С. Поэтому таблицы В, Е можно исключить из рассмотрения. Оставшиеся таблицы А, С, D, F можно связать посредством связи первичных и внешних ключей (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2– Реляционная модель предметной области БАНК
В результате получим реляционную модель для ER-модели предметной области БАНК.
21. Нормализация таблиц. Эффективность реляционной базы данных. Первая нормальная форма (1нф).
Реляционная база данных считается эффективной, если она обладает приведенными ниже характеристиками.
1. Минимизация избыточности данных. В базе данных присутствует избыточность, если одни и те же данные находятся в нескольких местах. Вследствие этого память компьютера используется неэкономно и времени на корректировку данных тратится больше
2. Минимальное использование отсутствующих значений (Null-значений
3. Предотвращение потери информации
Минимизировать избыточность данных позволяет процесс, называемый нормализацией таблиц. Нормализацию можно продемонстрировать на примере таблиц реляционной модели предметной области БАНК (см. рисунок 4.2). Но чтобы изложить этот процесс полнее, будем исходить из предположения, что данные этой предметной области представлены в следующих двух таблицах:
Примечание. Д — депозитный счет, Т — текущий счет.
Примечание. Ключ — комбинация НК, НС.
Методику нормализации таблиц разработал американский ученый Э.Ф. Кодд в 1970 г. Ее суть сводится к приведению таблиц путем их декомпозиции к той или иной нормальной форме. Были выделены три нормальные формы — 1НФ, 2НФ, ЗНФ. Позже стали выделять нормальную форму Бойса—Кодда (НФБК), а затем 4НФ и 5НФ. Каждая последующая нормальная форма вводит определенные ограничения на хранимые в базе данные.
Реляционная база данных считается эффективной, если все ее таблицы находятся как минимум в 3НФ.
Определение 1НФ
Таблица находится в 1НФ, если все ее поля содержат только неделимые значения.
Таблицы ФИЛИАЛ и КЛИЕНТ не удовлетворяют требованиям 1НФ. Для приведения их к 1НФ надо вставить новые записи следующим образом:
Полученные таблицы неэффективны, так как содержат много избыточной информации. Необходимо привести их к 2НФ.
Изложение последующих нормальных форм базируется на понятии функциональной зависимости. Функциональная зависимость — это семантическое понятие, отображающее определенную семантическую связь между атрибутами сущности. Пусть сущность характеризуется множеством атрибутов X. Некий атрибут или подмножество атрибутов данного множества — А является функционально зависимым от Xтогда и только тогда, когда каждой комбинации значений Xсоответствует одно и только одно значение А. Это обозначается как ХА.