Вопросы для самопроверки. Общая схема процедуры нормализации

Общая схема процедуры нормализации

В предыдущих разделах описывалась технология декомпозиции без потерь, предназначенная для использования в процессе проектирования базы данных. Основная суть состоит в следующем. Пусть дана переменная-отношение R, представленная в 1НФ в совокупности с набором определенных для нее функциональных, многозначных зависимостей и зависимостей соединения. Задача состоит в систематическом разбиении исходной переменной-отношения R на набор меньших переменных-отношений, который в некотором смысле будет эквивалентен переменной-отношению R, но с определенной точки зрения будет более предпочтительным. Каждый этап процесса нормализации заключается в разбиении на проекции переменных-отношений, полученных на предыдущем этапе. Весь процесс нормализации можно неформально определить с помощью перечисленных ниже правил.

1. Переменную-отношение в 1НФ следует разбить на такие проекции, которые позволят исключить все функциональные зависимости, не являющиеся неприводимыми. В результате будет получен набор переменных-отношений в 2НФ.

2. Полученные переменные-отношения в 2НФ следует разбить на такие проекции, которые позволят исключить все существующие транзитивные ФЗ. В результате будет получен набор переменных-отношений в 3НФ.

3. Полученные переменные-отношения в 3НФ следует разбить на проекции, позволяющие исключить любые оставшиеся ФЗ, в которых детерминанты не являются потенциальными ключами. В результате такого разбиения будет получен набор переменных-отношений в НФБК.

4. Полученные переменные-отношения в НФБК следует разбить на проекции, позволяющие исключить любые многозначные зависимости, которые не являются функциональными. В результате будет получен набор переменных-отношений в 4НФ.

5. Полученные переменные-отношения в 4НФ следует разбить на проекции, позволяющие исключить любые зависимости соединения, которые не подразумеваются потенциальными ключами. В результате получаем набор переменных-отношений в 5НФ.

Процесс разбиения на проекции на каждом этапе должен быть выполнен без потерь и с сохранением зависимостей. Общее назначение процесса нормализации заключается в следующем:

§ исключение некоторых типов избыточности;

§ устранение некоторых аномалий обновления;

§ разработка проекта БД, который является достаточно «хорошим» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;

§ упрощение процедуры описания необходимых ограничений целостности.

Зависимости и нормализация являются чисто семантическими понятиями, т.е. связаны со смыслом данных, тогда как реляционная алгебра и реляционное исчисление, а также построенные на их основе языки наподобие SQL, наоборот, имеют дело со значениями данных и не требуют выполнения нормализации выше первого уровня. Рекомендации по выполнению дальнейшей нормализации должны рассматриваться, прежде всего, как некая упорядоченность, позволяющая разработчику БД (и, следовательно, ее пользователю) зафиксировать некую часть, пусть даже небольшую, семантики реального мира в простой и понятной форме.

1. Понятие системы базы данных (СБД). Схема СБД. Характеристики данных. Типы пользователей СБД и их характеристики.

2. Понятие базы данных (БД). Преимущества использования СБД для реализации БД.

3. Модели данных и их реализация. Основные типы СБД.

4. Архитектура ANSI/SPARC организации СБД. Понятие СУБД, ее основные функции и компоненты.

5. Система управления передачей данных. Архитектура «клиент/сервер» и ее адаптация для систем распределенной обработки данных.

6. Семантическое моделирование: назначение и суть. Модель «сущность/связь». ER-диаграммы: назначение и правила построения. Примеры.

7. Понятие реляционной модели данных. Основные черты. Строгое определение.

8. Отношения и переменные-отношения. Определение и смысл отношений. Примеры.

9. Оптимизация: цели основы для ее выполнения. Каталог: понятие и назначение. Транзакции: определение, назначение и способ организации.

10. Базовые переменные-отношения и представления. Производные отношения. Примеры.

11. Язык SQL: история, возможности, соотношение с реляционной моделью. Каталог в SQL: структура и состав. Представления и транзакции в SQL. Взаимодействие приложений с реляционными БД, динамический SQL.

12. Язык SQL: средства описания/изменения структуры данных и типов данных. Встроенные типы данных и домены. Примеры.

13. Реляционная алгебра. Операторы. Реляционная замкнутость. Примеры.

14. Реляционная алгебра. Семантика операторов. Назначение реляционной алгебры. Примеры.

15. Реляционное исчисление. Исчисление кортежей. Переменные кортежей. Свободные и связанные переменные. Кванторы. Примеры.

16. Средства языка SQL манипулирования данными: Запросы SQL. Структура запроса. Вложенные подзапросы. Обобщающие функции. Примеры.

17. Средства языка SQL манипулирования данными: Запросы SQL. Структура запроса. IN-условия. Кванторы. Примеры.

18. Ограничения целостности данных. Типы ограничений целостности. Ограничения целостности типа и атрибута. «Золотое правило». Триггеры.

19. Ограничения целостности данных. Типы ограничений целостности. Ограничения целостности переменной-отношения и БД. Ключи.

20. Средства языка SQL поддержания ограничений целостности данных: Ограничения домена, базовой таблицы и утверждения. Операторы языка SQL. Примеры.

21. Функциональные зависимости. Замыкание множества зависимостей (правила вывода). Примеры.

22. Функциональные зависимости. Замыкание множества атрибутов. Неприводимые множества зависимостей. Примеры.

23. Концепция нормальных форм. Декомпозиция без потерь (теорема Хита). Диаграммы ФЗ. Примеры.

24. Нормализация. Первая, вторая и третья нормальные формы. Аномалии обновления. 1-ый и 2-ой этапы нормализации. Пример. Нормальная форма Бойса-Кодда.

25. Нормализация. Четвертая и пятая нормальные формы. Общая процедура нормализации БД.

Дополнительная литература

1. К. Дж. Дейт. - Введение в системы баз данных, 7-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 1072 с., ил.

2. Дж. Грофф, П. Вайнберг.- SQL: Полное руководство.- Пер. с англ.-2-е изд., перераб. и доп.-К.: Издательская группа BHV, 2001.- 816 с., ил.

3. SQL в примерах и задачах; учеб. пособие / И.Ф.Астахова, А.П.Толстобров, В.М.Мельников.— Мн.: Новое знание, 2002. — 176 с.

4. Теория и практика построения баз данных/Д.Кренке.- 8-е изд.- СПб.: Питер, 2003.- 800 с., ил.- (Серия «Классика computer science»).

[1] Хранимые, или триггерные, процедуры – это заранее скомпилированные процедуры, которые могут вызываться из прикладных программ. Такие процедуры можно логически рассматривать как расширение СУБД (в системах клиент/сервер они чаще всего хранятся и выполняются на сервере).

Дата добавления: 2015-05-09