Понятие реляционной целостности

Функциональные зависимости

Операция деления

Операция пересечения

Определяет отношение, в котором присутствуют записи, входящие как и в отношение R, так и в отношение S.

Результатом является набор записей отношения R, который соответствует комбинации всех записей отношения S.

А	В
	а
	в
	а
	в
	а

R S R:S

  а

  в

1. Функциональные зависимости и их свойства. Понятие реляционной целостности.

В отношении N атрибут Y функционально зависит от атрибута Х (Х->Y); Х и Y могут быть составными, в том случаи, если для любого значения Х соответствет в точности одно знаение Y.

Полная функциональная зависимость – зависимость, когда атрибут Y не зависит функционально от любого подмножества Х.

Для нахождения функциональной зависимости используются правила вывода – аксиомы.

Пусть X,Y,Z,W – непустые подмножества множества А. Тогда для любого отношения со схемой R(A) справедливы аксиомы:

1. Рефлексивность X->X
2. транзитивность X->Y, Y->Z, то X->Z
3. пополнение X->y, то XZ->Y
4. псевдотранзитивность X->Y, YZ->W, то XZ->W
5. аддитивность X->Y, X->Z, то X->YZ
6. проектируемость X->YZ, то X->Y или X->Z

Из аксиом 1, 3, 4 можно вывести 2, 5, 6.

Если X->Y, Y->X то X и Y называют эквивалентными.

1. Целостность сущности – каждая сущность в реляционной модели должна быть определена и чётко идентифицированна. Ни в одной из таблиц значение первичного ключа не может принимать значения NULL.
2. Ссылочная целостность – если объект принадлежит какой-либо группе, то долженсуществовать объект, определяющий эту группу и между этими двумя объектами должна существовать связь. Эта связь определяется через значение вторичного ключа одного объекта и значение потенциального ключа второго объекта. Таким образом, вторичный ключ может принимать те значения, которые имеют потенциальный ключ другого объекта или может быть равным NULL.
3. Корпоративная целостность – различного рода ограничения устоновленные администратором БД на данны с целью уменьшения количества ошибок при вводе и обработке данных. Как правило, она устанавливается с помощью правил, которые ограничивают ввод каких-либо значенй.

10. Нормализация отношений. Цель нормализации. Аномалии в отношениях. Ненормализованные отношения. Первая нормальная форма.

Нормализация отношений -Процесс представления БД в виде таблиц, удовлетворяющий X определенным условиям.

Функциональная зависимость.

В отношении N атрибут Y функционально зависит от атрибута X (X→Y), X, Y могут быть составными, в том случае, если любому значению X соответствует в точности 1 значение Y.

Полная функциональная зависимость – зависимость, когда атрибут Y не зависит функционально от любого подмножества X.

Для нахождения функциональной зависимости используют правила вывода – аксиомы.

Пусть X, Y, Z, W – непустые подмножества некоторого множества А. Тогда для любого отношения со схемой R(A) справедливы аксиомы:

1)рефлексивность X→X

2)транзитивность X→Y, Y→Z, то X→Z

3)пополнение X→Y, то XZ→Y

4)псевдо транзитивность X→Y, YZ→W, то XZ→W

5)аддитивность X→Y, X→Z, то X→YZ

6)проектируемость X→YZ, то X→Y, или X→Z

Из аксиом 1,3,4 можно вывести 2,5,6; 1,3,4 - аксиомы Армстронга.

X→Y, Y→ X, то X и Y называются эквивалентными X↔Y между X и Y существует биекция.

Ненормализованные отношения – это простое перечисление атрибутов, процесс предметной области записанный в виде 1 строки таблицы.

СН, СД, П, ПР, ПБ, БР,Т₁, Т₂,…, Т_n, ЦТ₁, ЦТ₂,…, ЦТ_n, КТ₁, КТ₂,…, КТ_n.

СН - номер счета

СД - дата счета

П - плательщик

ПР – реквизиты плательщика

ПБ – банк плательщика

БР – реквизиты банка

Т₁, Т₂,…, Т_n – товар

ЦТ₁, ЦТ₂,…, ЦТ_n – цена товара

КТ₁, КТ₂,…, КТ_n – количество товара.

1НФ – отношение R находится в 1НФ, если все входящие в него атрибуты имеют атомарные (неделимые) значения, т.е. все значения не являются ни списками, ни множествами простых/сложных значений. При преобразовании ненормализованные отношения к 1НФ множественные значения выносят в отдельные отношения.

СН, СД, П, ПР, ПБ, БР.

СН, Т, ЦТ, КТ.

11. Нормализация отношений. Вторая и третья нормальные формы. Аномалии в отношениях.

Нормализация отношений -Процесс представления БД в виде таблиц, удовлетворяющий X определенным условиям.

2НФ - Отношение R находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ и любой не ключевой атрибут функционально полон, зависит от первичного ключа. Во 2НФ может быть транзитивная зависимость.

Преобразование – замена отношения совокупностью его проекций, естественное соединение которых дает исходное отношение. При таком преобразовании информация не теряется, процесс обратимый.

СН, СД, П.

СН, Т, ЦТ, КТ.

П, ПР, ПБ, БР.

Недостатки возникают из-за транзитивной зависимости некоторых атрибутов.

3НФ – Отношение R в 3НФ если оно во 2НФ и любой не ключевой атрибут не транзитивно зависит от первичного ключа.

СН, СД, П – процесс выписки счета

СН,Т,КТ – определение товара

П, ПР, ПБ – плательщик

ПБ, БР – банк

Т, ЦТ – товар

3НФ можно использовать для построения БД и написания прикладной программы.

12. Нормализация отношений. Нормальная форма Бойса - Кодда.

Нормализация отношений -Процесс представления БД в виде таблиц, удовлетворяющий X определенным условиям.

НФ Бойса - Кодда – отношение имеет 2 или более ключа. 2 потенциальных ключа являются составными и 2 потенциальных ключа имеют один общий атрибут.

Детерминант – любой атрибут от которого фун. обл. зависит другой атрибут.

R(Город, Адрес, Индекс)

ГА→И

И→Г

потенциальные ключи: Город, Адрес; Адрес, Индекс.

Отношение находится в НФ Бойса – Кодда в том случае если каждый детерминанд является потенциальным ключом.

R₁ (г, и)

R₂ (и,а)

13. Нормализация отношений. Четвертая нормальная форма. Понятие многозначной зависимости.

Нормализация отношений -Процесс представления БД в виде таблиц, удовлетворяющий X определенным условиям.

4НФ – в случае многозначной зависимости, существующей между атрибутами А, В и С, некоторые отношения для каждого значения атрибута А имеют набор значений атрибутов В, и набор значений атрибута С. Однако входящие в эти наборы атрибуты В и С не зависят друг от друга. В таком случае говоря что имеет место многозначная зависимость.

А→В/С

R (а b с; а b’ c’)

при многозначной зависимости (a b’ c; a b c’)

Отношение находится в 4НФ если в нем отсутствует многозначная зависимость.

14. Нормализация отношений. Пятая нормальная форма. Понятие зависимости соединения.

Нормализация отношений -Процесс представления БД в виде таблиц, удовлетворяющий X определенным условиям.

5НФ - При любой декомпозиции полученное отношение обладает свойствами соединения без потерь.

Иногда требуется декомпозир … В таких случаях возникает необходимость учитывать зависимость соединения – это свойство декомпозиции, которое вызывает генерацию ложных строк при обратном соединении декомпозированных отношений с помощью естественного соединения.

объект	мебель	поставщик
дом №4 дом №4 дом №16 дом №16 дом №36	кровать стул кровать стол стул	П1 П1 П2 П1 П3

объект	мебель	мебель	поставщик	объект	поставщик
дом №4 дом №4 дом №16 дом №16 дом №36	кровать стул кровать стол стул	кровать стул кровать стол стул	П1 П1 П2 П1 П3	дом №4 дом №4 дом №16 дом №16 дом №36	П1 П1 П2 П1 П3

Естественное соединение любых из этих отношений приведет к появлению ложных строк. А соединение 3 отношений к восстановлению исходного отношения →

отношение в 5НФ, если в нем отсутствует зависимость соединений.

15. Предметная область информационной системы. Объекты и связи. Классификация связей. Теоретические основы проектирования БД. Этапы концептуального проектирования.

Предметная область – отраженная в БД совокупность объектов реального мира с их характеристиками и связями между ними, относящихся к некоторой области знаний и имеющих практическую ценность для пользователя.

Объект предметной области – элемент, который можно четко идентифицировать и который несет практическую ценность для пользователя.

Связи между объектами – логические ассоциации, которые возникают между двумя объектами.

Связи: обязательные, факультативные.

Мощность связи – максимальное количество элементов объекта, которые могут быть связаны с другим объектом.

В предметной области необходимо выделить объекты, представляющие интерес для информационной системы и абстрагирования от объектов, в котором интереса не представляет.

Необходимо выделить свойства объектов интересующие нас в рамках информационной системы и абстрагирующие от несуществующих свойств.

Необходимо выделить атрибуты, являющиеся потенциальными ключами и выбрать из них первичные.

Сурагатный ключ – это атрибут, придуманный для того, чтобы идентифицировать объект, который не несет никакой реальной смысловой нагрузки.

Связь между объектами – это логические ассоциации, которые возникают между двумя объектами.

Отношения между объектами:

- 1:1 встречается очень редко, необходимо смотреть на сколько оправдана эта связь (декан: факультет)

- характеристика объекта свойственна очень малому количеству экземпляров этого объекта.

- 1:N, N:1 один ко многим (1:N факультет: кафедра, N:1 студент: кафедра)

- M:N много ко многим (студент: преподаватель)

Обязательность связи:

- обязательные (пассажир: билет)

- факультативные (билет: пассажир)

Описание предметной области на языке, понятным пользователю и независящий от реализации информационной системы с помощью конкретного ПО и технических средств, называется инфологической моделью предметной области.

Слабые объекты – это те, которые являются выделенными характеристиками сильных объектов и не могут существовать без этих сильных объектов.

Мощность связи между объектами – максимальное количество элементов объекта, которые могут быть связаны с другим объектом.

ER-модели – графическое отображение предметной области (объектов и связей между ними)

Обязательная связь отображается непрерывной линией. Факультативная-пунктирной.

Концептуальная модель – описание предметной области с выявлением объектов предметной области, связи между ними и процессы, в которых протекают в этой предметной области.

На внешнем уровне разрабатывается несколько внешних моделей. Внешняя модель представляет собой способ общения пользователя с БД в рамках информационной системы и интереса пользователя.

На внутреннем уровне имеется внутренняя модель- это представление данных в рамках конкретной СУБД с указанием типов данных, потенциальных, первичных и вторичных ключей, связи между объектами, индексов и т.д.

Физическая БД – это то, как данные располагаются на носителе.

16. Семантическое моделирование данных. Семантическая модель Сущность - Связи(ER).

ER – модель – графическое отображение предметной области: объектов и связи между ними.

В ER модели допускаются циклы, когда один объект связан сам с собой.

Дата добавления: 2015-05-09