- •1. Понятие и принципы построения баз данных.
- •2. Реляционная модель. Три аспекта модели. Основные понятия, лежащие в основе реляционной модели
- •4) Виды моделей данных
- •Иерархическая модель данных
- •Сетевая модель данных
- •Реляционная модель данных
- •3) Основные понятия реляционных баз данных
- •3.2.1. Тип данных
- •3.2.2. Домен
- •3.2.3. Заголовок отношения, кортеж, тело отношения, значение отношения, переменная отношения
- •3.2.4. Первичный ключ и интуитивная интерпретация реляционных понятий
- •3) Отношения. Переменные-отношения. Смысл отношений, свойства отношений. Домены.
- •4) Ключи переменных-отношений. Виды ключей.
- •5) Трехуровневая архитектура базы данных. Внешний, концептуальный и внутренний уровни.
- •6) Независимость данных.
- •7) Назначение и функции субд.
- •8) Реляционная алгебра – реляционный язык обработки данных.
- •9) Традиционные и специальные операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, вычитание, декартово произведение, проекция, выборка. О соединение, естественное соединение, деление.
- •1.3.2 Пересечение
- •1.3.3 Вычитание
- •1.3.4 Произведение
- •10) Понятие функциональной зависимости для отношения. Основные определения. Способ определения ф.З. Тривиальные и нетривиальные зависимости.
- •11) Замыкание множества зависимостей. Аксиомы Армстронга.
- •12) Нормализация. Первая, вторая и третья нормальные формы отношения
- •1Нф (Первая Нормальная Форма)
- •Аномалии обновления
- •Аномалии вставки (insert)
- •Аномалии обновления (update)
- •Аномалии удаления (delete)
- •Функциональные зависимости
- •Вторая нормальная форма
- •Анализ декомпозированных отношений
- •Оставшиеся аномалии вставки (insert)
- •Оставшиеся аномалии обновления (update)
- •Оставшиеся аномалии удаления (delete)
- •Третья нормальная форма
- •12) Концептуальные модели данных. Модель «сущность-связь». Сущности, атрибуты, связи. Сущности-связи и мощности связей. Примеры.
- •Основные понятия er-модели
- •Инструкция select
- •Синтаксис
- •Замечания
- •Предложение from
- •Синтаксис
- •Замечания
- •Предложение where
- •Синтаксис
- •Замечания
- •Предикат like
- •2.3.4.2.1 Предикат сравнения
- •2.3.4.2.2 Предикат between
- •2.3.4.2.3 Предикат in
- •Предикат exists
- •Предложение having
- •Синтаксис
- •Замечания
- •Предикаты all, distinct, distinctrow, top
- •Синтаксис
- •14) Определение базы данных на sql (операторы определения и манипулирования данными).
- •15) Понятие целостности. Классификация ограниченной целостности базы данных.
- •16) Представления. Создание и использование представлений. Создание запросов к представлению.
- •17. Хранимые процедуры
- •18. Триггеры
- •19. Транзакция. Acid – свойства транзакций. Уровни изоляции транзакций.
- •Serializable (упорядочиваемость)
- •Repeatable read (повторяемость чтения)
- •Read committed (чтение фиксированных данных)
- •Read uncommitted (чтение незафиксированных данных)
- •Проблемы параллельного доступа с использованием транзакций
- •20. Защита данных. Средства защиты данных языка sql.
- •21. Понятие предметной области. Определение сущностей, связей и их свойств.
- •22. Проектирование реляционной базы данных. Определение состава таблиц
Оставшиеся аномалии удаления (delete)
При удалении некоторых данных по-прежнему может произойти потеря другой информации. Например, если удалить сотрудника Сидорова, то будет потеряна информация о том, что в отделе номер 2 находится телефон 33-22-11.
Причина аномалии - хранение в одном отношении разнородной информации (и о сотрудниках, и об отделах).
Вывод - логическая модель данных неадекватна модели предметной области. База данных, основанная на такой модели, будет работать неправильно.
Заметим, что при переходе ко второй нормальной форме отношения стали почти адекватными предметной области. Остались также трудности в разработке базы данных, связанные с необходимостью написания триггеров, поддерживающих целостность базы данных. Эти трудности теперь связаны только с одним отношением СОТРУДНИКИ_ОТДЕЛЫ.
Третья нормальная форма
Понятие третьей нормальной формы основывается на понятии нетранзитивной зависимости.
Атрибуты называются взаимно независимыми, если ни один из них не является функционально зависимым от другого.
Определение 5. Отношение находится в третьей нормальной форме (3НФ) тогда и только тогда, когда отношение находится в 2НФ и все неключевые атрибуты взаимно независимы.
Отношение СОТРУДНИКИ_ОТДЕЛЫ не находится в 3НФ, т.к. имеется функциональная зависимость неключевых атрибутов (зависимость номера телефона от номера отдела):
Н_ОТД ТЕЛ
Для того, чтобы устранить зависимость неключевых атрибутов, нужно произвести декомпозицию отношения на несколько отношений. При этом те неключевые атрибуты, которые являются зависимыми, выносятся в отдельное отношение.
Отношение СОТРУДНИКИ_ОТДЕЛЫ декомпозируем на два отношения - СОТРУДНИКИ, ОТДЕЛЫ.
Отношение СОТРУДНИКИ (Н_СОТР, ФАМ, Н_ОТД):
Функциональные зависимости:
Зависимость атрибутов, характеризующих сотрудника от табельного номера сотрудника:
Н_СОТР ФАМ
Н_СОТР Н_ОТД
Н_СОТР ТЕЛ
Теорема Хеза
При декомпозиции мы из одного отношения получаем два или более отношений, каждое из которых содержит часть атрибутов исходного отношения. В полученных новых отношениях необходимо удалить дубликаты строк, если таковые возникли. Это в точности означает, что декомпозиция отношения есть не что иное, как взятие одной или нескольких проекций исходного отношения так, чтобы эти проекции в совокупности содержали (возможно, с повторениями) все атрибуты исходного отношения. Т.е., при декомпозиции не должны теряться атрибуты отношений. Но при декомпозиции также не должны потеряться и сами данные. Данные можно считать не потерянными в том случае, если возможна обратная операция - по декомпозированным отношениям можно восстановить исходное отношение в точности в прежнем виде. Операцией, обратной операции проекции, является операция соединения отношений. Имеется большое количество видов операции соединения (см. гл. 4). Т.к. при восстановлении исходного отношения путем соединения проекций не должны появиться новые атрибуты, то необходимо использовать естественное соединение.
Определение 6. Проекция отношения на множество атрибутов называется собственной, если множество атрибутов является собственным подмножеством множества атрибутов отношения (т.е. множество атрибутов не совпадает с множеством всех атрибутов отношения ).
Определение 7. Собственные проекции и отношения называются декомпозицией без потерь, если отношение точно восстанавливается из них при помощи естественного соединения для любого состояния отношения :
.
Пусть является отношением, и - атрибуты или множества атрибутов этого отношения. Если имеется функциональная зависимость , то проекции и образуют декомпозицию без потерь.
Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, если один из двух описательных реквизитов зависит от ключа, а другой описательный реквизит зависит от первого описательного реквизита.
Отношение будет находиться в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме, и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.
Для устранения транзитивной зависимости описательных реквизитов необходимо провести "расщепление" исходного информационного объекта. В результате расщепления часть реквизитов удаляется из исходного информационного объекта и включается в состав других (возможно, вновь созданных) информационных объектов.