Разработка инфологической модели и создание структуры реляционной базы данных

Лабораторная работа №1

Инфологическая модель предметной области представляет эту область в виде набора информационных объектов и их структурных связей.

Предметная область нашей будущей базы: деятельность автосалона. В базе должны храниться сведения о том, кто и когда приобрел автомобиль, кто занимался работой с клиентами, информация о поставках машин на склад. В таблицах 1 и 2 изображены примерные данные, которые должны отражаться в системе.

Информационный объект - это модель некоторого реального объекта, процесса или явления, представленная в виде совокупности логически связанных реквизитов. В реляционной модели данных каждый информационный объект описывается отдельной таблицей. Т.о. информация в базе хранится в виде набора взаимосвязанных таблиц, которые принято называть отношениями.

Свойства реляционной модели:

1. Каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя;

2. Строки таблицы отличаются друг от друга хотя бы одним значением, что позволит однозначно идентифицировать каждую из них;

3. Столбцы таблицы имеют уникальное имя, и в каждом из них размещаются однородные значения данных;

4. Порядок следования столбцов и строк не имеет значения;

5. На пересечении строки и столбца таблицы всегда имеется строго одно значение (или NULL- пустое значение);

Определим перечень информационных объектов, связи между ними, используя метод нормализации отношений.

Нормализация отношений - это формальный аппарат ограничений, накладываемых на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование информации, уменьшить время на ее ввод и корректировку, отследить противоречивости в данных.

Теория нормализации основана на концепции нормальных форм. В теории реляционных баз данных обычно выделяются: первая нормальная форма (1 Н.Ф.), 2 Н.Ф., 3 Н.Ф., нормальная форма Бойса-Кодда, 4 Н.Ф., 5 Н.Ф. (или нормальная форма проекции-соединения). При этом каждая следующая нормальная форма сохраняет в себе свойства предыдущих и, в некотором смысле, лучше их. На практике третья нормальная форма отношений в большинстве случаев достаточна, и привидением к ней процесс проектирования базы обычно заканчивается.

Ограничения первой нормальной формы: значения всех атрибутов отношения атомарны (неделимы). Данное требование является базовым в классической реляционной модели, поэтому любая реляционная таблица, по определению, уже находится в 1 Н.Ф. В таблицах 1 и 2 это требование не выполняется- на пересечении строк и столбцов встречается более одного значения. В таблицах 3 и 4 эта ситуация исправлена, таблицы удовлетворяют всем ограничениям первой нормальной формы.

Обозначим ключевые поля в таблицах.

Ключевое поле (простой ключ) - это поле, каждое значение которого однозначно идентифицирует одну из записей. Все значения ключевого столбца уникальны. Не будем рассматривать тривиальный случай, когда в качестве ключевых значений берутся порядковые номера записей. Если каждая запись таблицы однозначно идентифицируется значениями нескольких полей, то эти поля образуют составной ключ.

Таблица 3. «Продажи». Ни одно из предложенных в ней полей не может рассматриваться в качестве простого ключа- все поля содержат повторяющиеся значения: покупатель может неоднократно совершить покупку; каждый консультант работает с несколькими клиентами; одну и ту же марку машин могут приобрести несколько покупателей; в один и тот же день может быть совершено несколько сделок. Выявим части составного ключа. Ими могут быть, например, поля «Дата продажи» и «ФИО покупателя»- зная два этих значения, мы узнаем и данные о покупателе, и сведения о машине, которую он приобрел, и кто из консультантов работал с данным клиентом (при допущении, что клиент приобретает не более одного авто в день) В таблице ключевые поля выделены двойной рамкой.

Таблица 4. «Поставки». В один день мы можем принять поставку от нескольких поставщиков; один поставщик неоднократно доставляет авто в салон, машины одной марки могут быть приняты от разных поставщиков – обойтись одним простым ключом не получится. Определим составной ключ. Его части составят поля «Дата поставки», «Название поставщика» и «Марка авто». Зная эти данные, однозначно определим значения и всех остальных полей одной из записей (сколько авто этой марки мы получили, по какой цене и пр.)

Отношение находится во второй нормальной форме, если выполняются требования первой нормальной формы и каждый неключевой атрибут находится в полной функциональной зависимости от ключа (зависит от всех его частей).

Что бы перейти от первой нормальной формы ко второй, необходимо:

1. Определить, какие из неключевых атрибутов зависят от всех частей составного ключа и оставить их в таблице;

2. Выявить, от каких частей ключа зависят остальные неключевые атрибуты и вынести их в отдельные таблицы: часть ключа (одно или несколько полей) + поля, находящиеся в зависимости от этой части. Тем самым каждое неключевое поле окажется в полной функциональной зависимости от ключа (состоящего из одной или нескольких частей).

Рассмотрим таблицу 3. От всех частей ключа (и от значения поля «ФИО покупателя», и от «Даты продажи») зависят поля «Марка авто», «Техн. характеристики», «Рис», «Цвет», «Цена», «ФИО консультанта», «Стаж работы», «Адрес консультанта», «Тел», «Дата рождения», «Дети». Эти поля оставляем в исходной таблице. Поля же «Адрес покупателя» и «Телефон покупателя» зависят только от одной части ключа – от поля «ФИО покупателя». Выносим их в отдельную таблицу «Покупатели». Соединяем обе таблицы линией связи (см. рис 1).

Рассмотрим таблицу 4. От всех частей ключа (от значения поля «Дата поставки», «Название поставщика» и «Марка авто») зависят только поля «Количество» и «Цена». Поля «Адрес поставщика» и «Телефон поставщика» зависят от части ключа «Название поставщика». Поля «Техн. характеристики авто» и «Рисунок» зависят от части «Марка авто». В итоге таблица разделится на 3 составляющие (см. рис 2). Назовем таблицы «Поставки», «Поставщики» и «Автомобили».

Отношение находится в третьей нормальной форме, если выполняются требования второй нормальной формы и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Функциональная зависимость атрибутов Х и Y называется транзитивной, если существует такой атрибут Z, что имеется функциональная зависимость X ->Z и Z->Y.

Что бы перейти от второй нормальной формы к третьей, необходимо:

1. Выявить поля, от которых зависят другие неключевые поля;

2. Создать новую таблицу для каждого такого поля и группы зависящих от него полей;

3. Удалить перемещенные поля их исходной таблицы, оставив лишь те из них, которые станут внешними ключами.

Рассмотрим рис 1. Поля «Техн. характеристика» и «Рисунок» зависят от ключа не на прямую, а через неключевой атрибут «Марка авто». Выносим эти поля в отдельную таблицу «Автомобили». Связываем разделившиеся части по полю «Марка авто». Поля «Стаж работы», «Адрес консультанта», «Тел», «Дата рождения», «Дети» зависят от неключевого поля «ФИО консультанта». Так же выносим их в отдельную таблицу «Консультанты». Получим набор таблиц с рис 3.

Рассмотрим рис 2. Здесь не наблюдается ни одной цепочки транзитивных зависимостей, поэтому вторая нормальная форма отношений является одновременно и третьей нормальной формой (рис 4)

Таблица 1. Продажи

Покупатели

Авто

Цвет

Цена

Дата

Консультанты салона

ФИО

Адрес

Тел

Марка

Техн. характ.

Рис

ФИО

Стаж

Адрес

Тел

Дата рожд

Дети

Воронов

Парковый 3

Logan

1.5 тонн

…

синий

10.09.06

Иванов

1 год

Юрша 5

21.09.70

да

Laguna

2 тонны

…

черный

14.10.06

Петров

3 года

Мира 7

17.01.75

нет

Смирнов

Ленина 55

Megane

1.8 тонн

…

черный

10.09.06

Иванов

1 год

Юрша 5

21.09.70

да

Logan

1.5 тонн

…

красный

20.10.06

Конев

Свиязева 6

Symbol

1.7 тонн

…

бордо

10.09.06

Петров

3 года

Мира 7

17.01.75

Нет

…

Таблица 2. Поставки

Поставщики	Авто	Количество	Цена	Дата поставки
Название	Адрес	Тел	Марка	Техн. Характ.	Рис
Автотрейд	Россия, …		Logan	1.5 тонн	…			07.09.06
Symbol	1.7 тонн	…			07.09.06
Logan	1.5 тонн	…			15.09.06
Renault	Франция, …		Megane	1.8 тонн	…			5.08.06
Megane	1.8 тонн	…			15.09.06
Laguna	2 тонны	…			15.09.06
…

Таблица 3. Продажи. 1НФ

ФИО пок-ля

Адрес пок-ля

Тел

Марка Авто

Техн. характ.

Рис

Цвет

Цена

Дата продажи

ФИО конс.

Стаж

Адрес конс.

Тел конс.

Дата рожд

Дети

Воронов

Парковый 3

Logan

1.5 тонн

…

синий

10.09.06

Иванов

1 год

Юрша 5

21.09.70

да

Воронов

Парковый 3

Laguna

2 тонны

…

черный

14.10.06

Петров

3 года

Мира 7

17.01.75

нет

Смирнов

Ленина 55

Megane

1.8 тонн

…

черный

10.09.06

Иванов

1 год

Юрша 5

21.09.70

да

Смирнов

Ленина 55

Logan

1.5 тонн

…

красный

20.10.06

Иванов

1 год

Юрша 5

21.09.70

да

Конев

Свиязева 6

Symbol

1.7 тонн

…

бордо

10.09.06

Петров

3 года

Мира 7

17.01.75

Нет

…

Таблица 4. Поставки. 1НФ

Название пост-ка	Адрес пост-ка	Тел пост-ка	Марка авто	Техн. характ.	Рис	Количество	Цена	Дата поставки
Автотрейд	Россия, …		Logan	1.5 тонн	…			07.09.06
Автотрейд	Россия, …		Symbol	1.7 тонн	…			07.09.06
Автотрейд	Россия, …		Logan	1.5 тонн	…			15.09.06
Renault	Франция, …		Megane	1.8 тонн	…			5.08.06
Renault	Франция, …		Megane	1.8 тонн	…			15.09.06
Renault	Франция, …		Laguna	2 тонны	…			15.09.06
…

Дата добавления: 2014-11-29