1.Понятие модели, виды, характеристики, преимущества и недостатки:

Модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает три аспекта: 1) аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных, 2) аспект манипуляции: методы манипулирования данными, 3) аспект целостности: методы описания и поддержки целостности базы данных.

Виды моделей баз данных: реляционная, иерархическая, сетевая, объектно-ориентированная.

Реляционная: определяется в терминах - элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных.

Атрибут (элемент данных) - наименьшая единица структуры данных.

Запись - именованная совокупность атрибутов.

Групповое отношение - иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) - подчиненными.

Недостатки:

1.Частично дублируется информация между записями, причем в иерархической модели данных не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями.

2.Иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме 1:N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних. Рассмотрим связь типа M:N. Таким образом, мы опять вынуждены дублировать информацию.

Операции: добавить, удалить, извлечь, изменить.

Сетевая: определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Связь между между записью-владельцем и записью-членом также имеет вид 1:N. Основное различие этих моделей состоит в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения.

Операции: добавить, удалить, включить в групповое отношение, исключить из группового отношения, переключить, обновить, извлечь.

Ограничения целостности: Как и в иерархической модели, обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам.

Реляционная модель: В отличие от иерархической и сетевой моделей данных в реляционной отсутствует понятие группового отношения.

2. Понятие нормализации, нормальные формы, принципы Кодда:

Отношение называется нормализованным, если значение каждого атрибута в каждом кортеже является атомарным (неделимым).

Функциональной зависимостью (FD) на отношении R называется выражение вида: «Если 2 кортежа согласуются по атрибутам A1,A2,A3,..,An, то они также согласуются по атрибуту B» (запись: A1A2…An ® B)

Аномалии: 1. Избыточность – информация без необходимости повторяется в нескольких кортежах.

2. Update аномалия – необходимость обновлять информацию в нескольких кортежах.

3. Delete аномалия – удаление части информации может привести к потере другой информации.

Существует формальное условие, при выполнении которого отношение не подвержено описанным аномалиям – нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF) .

Отношение R находится в BCNF тогда и только тогда, когда существует нетривиальной FD A1A2…An ® B1B2..Bm такой, что {A1,A2,…,An} является суперключом.

Нормальные формы: Отношение находится в первой нормальной форме, если все атрибуты атомарные.

Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в 1NF и каждый не ключевой атрибут функционально зависит от ключа. Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится в 2NF и каждый не ключевой атрибут не транзитивно зависит от первичного ключа.

Отношение находится в BCNF, если оно находится в 3NF и отсутствуют зависимости атрибутов первичного ключа от не ключевых атрибутов.