Нормальные формы

Избыточность данных и аномалии.

Нормализация – это процесс уменьшения избыточности информации в БД, причем каждая последующая нормальная форма обладает лучшими свойствами, чем предыдущая. Основополагающим принципом является наложение некоторых ограничений и правил на структуру таблиц в базе данных. Метод нормализации основан на сложной теории реляционной модели базы данных.

При разработке структуры БД возникают проблемы, связанные с избыточностью следующего вида

Студенты

id

Ф

И

О

idn

назв

Предметы

idс

idn

Ф

И

О

Nas

Оценки

Избыточность данных- это дублирование.

Существует простое и избыточное дублирование данных. При выполнении операций избыточное дублирование приходим к аномалиям-нарушениям целостности данных. Существуют следующие виды аномалий

1. аномалии удаления

2. аномалия обновления(если изменили телефон не у всех или не во всех записях)

3. аномалия ввода (неправильно ввели телефон)

сотрудники

Ф

№тел

кабинет

кабинеты

№каб

№тел

В теории реляционных баз данных выделяются следующие нормальные формы:

1.Первая нормальная форма (1NF).

2. Вторая нормальная форма (2NF).

3. Третья нормальная форма (ЗNF).

4. Нормальная форма Бойса—Кодда (ВСNF).

5. Четвертая нормальная форма(4NF)

6. Пятая нормальная форма(5NF)

Мы рассмотрим только первые три. Вызвано это тем, что приведение базы данных к третьей нормальной форме является достаточным условием для того, чтобы база данных соответствовала основным правилам построения качественной базы данных (доступ­ность, расширяемость, непротиворечивость). Четвертая и пятая нормальные формы применяются редко и на данном этапе изучения для нас не пред­ставляют интерес.

Рис. 21 Таблица "Персонал", приведенная к первой нормальной форме

Таблица находится в 1НФ, если все ее атрибуты содержат только данные простых типов, т. е. атрибут не может хранить данные структурированного типа

В таблице "Персонал" (см. рис. 21) каждый атрибут содержит данные только простого типа (все атрибуты имеют строковый или символьный тип данных).

Таблица находится во 2НФ, если она

1. Удовлетворяет требованиям 1НФ

2. Каждый ее неклю­чевой атрибут (тот, который не входит в состав первичного ключа) полно­стью зависит от первичного ключа (рис. 22).

ВТОРАЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА
Ключевое поле	Имя	Отчество	Фамилия
	Вася	Васильевич	Васечкин
	Вася	Васильевич	Васечкин
	Миша	Андреевич	Кузькин
	Андрей	Сергеевич	Иванов

Рис. 22 Таблица "Персонал", приведенная ко второй нормальной форме

На рис. 22 видно, что в таблицу "Персонал" добавлен дополнительный ат­рибут "Ключевое поле"; таким образом, мы исключаем ситуацию, когда в таблице будут присутствовать одинаковые записи и теперь каждый атрибут таблицы зависит от первичного ключа (атрибут "Ключевое поле"). Таким образом, 2НФ накладывает условие, что в каждой таблице должен быть пер­вичный ключ.

Таблица находится в ЗНФ, если она

1. Удовлетворяет требованиям во 2НФ

2. каждый неключе­вой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Пример

Имеется 2 таблицы (рис. 23). В таблице "Персонал" хранятся данные людей: фамилия, имя и отчество. В таблице "Отделы" хранятся данные по отделам и по персоналу, который в них ра­ботает.

Поговорим о недостатках этой базы данных (рис. 23).

1. В табли­це "Отделы" явно содержится избыточная информация. Получается, что имя, отчество и фамилия о человеке хранятся сразу в двух таблицах.

2. Если возникнет ситуация, что у сотрудника изменилась фамилия, например, сменил он ее, то данные придется изменять в обеих таблицах.

3. Если создать запись в таблице "Отделы" без указания конкретного сотрудника, то атрибуты "Имя", "Отчество", "Фамилия" окажутся пустыми и таким образом получится, что в отделе работает сотрудник, которого нет в таблице "Персонал". Другими словами, несмотря на то, что неключевые атри­буты обеих таблиц полностью зависят от первичного ключа (то есть табли­цы приведены к 2НФ), атрибуты таблицы "Отделы" еще к тому же находятся в зависимости от атрибутов таблицы "Персонал". Такая зависимость называ­ется транзитивной.

Рис. 23. Таблицы "Персонал" и "Отделы"

Приведем таблицы к ЗНФ (рис.24).

В результате небольших изменений получим 3НФ, в которой преодолены ограничения, накладывае­мые предыдущим вариантом базы данных (рис. 24).

Рис. 24. Пример 3НФ

Могут быть как отде­лы без сотрудников, например, вновь отремонтированные помещения или купленные. Так и сотрудники, не размещенные ни в одном из отделов, например, только что принятые. Таким образом, возможности этой базы данных расширились и исчезла транзитивная зависимость. Связь между таблицами "Персонал" и "Отделы" регламентирует таблица "Размещение сотрудников", в которой хранится информация о том, какой сотрудник в каком отделе размещен.

Лекция 2.4. Изучение одной из современных СУБД по выбору;Создание и модификация базы данных. Поиск, сортировка, индексирование базы данных. Основные понятия об объектах в СУБД Access. Создание форм и отчетов.

1. Изучение одной из современных СУБД по выбору.

2. Создание и модификация базы данных

3. Поиск, сортировка, индексирование базы данных

4. Запросы

5. Формирование запросов на выборку

6.Формирование сложных запросов

7.Создание форм и отчетов

8. Создание кнопочного меню

1. Изучение одной из современных СУБД по выбору
СУБД Access является системой управления базами данных реляционного типа. Данные хранятся в такой базе в виде таблиц, строки (записи) которых состоят из наборов полей определенных типов. С каждой таблицей могут быть связаны индексы (ключи), задающие нужные пользователю порядки на множестве строк. Таблицы могут иметь однотипные поля (столбцы), и это позволяет устанавливать между ними связи, выполнять операции реляционной алгебры. Типичными операциями над базами данных являются определение, создание и удаление таблиц, модификация определений (структур, схем) существующих таблиц, поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов), создание отчетов о содержимом базы данных.

СУБД позволяет задавать типы данных и способы их хранения. Можно также задать критерии (условия), которые СУБД будет в дальнейшем использовать для обеспечения правильности ввода данных.

Microsoft Access предоставляет максимальную свободу в задании типа данных (текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, электронные таблицы). Можно задавать также форматы хранения представления этих данных при выводе на экран или печать. Так как Microsoft Access является современным приложением Windows, можно использовать в работе все возможности DDE (динамический обмен данными) и OLE (связь и внедрение объектов). DDE позволяет осуществлять обмен данными между Access и любым другим поддерживающим DDE приложением Windows.

Объектами OLE могут быть картинки, диаграммы, электронные таблицы или документы из других поддерживающих OLE приложений Windows.
В Microsoft Access для обработки данных базовых таблиц используется мощный язык SQL (структурированный язык запросов). Используя SQL можно выделить из одной или нескольких таблиц необходимую для решения конкретной задачи информацию. Access значительно упрощает задачу обработки данных. Совсем не обязательно знать язык SQL. В Microsoft Access имеется также простое и в то же время богатое возможностями средство графического задания запроса – так называемый «запрос по образцу» (query by example), которое используется для задания данных, необходимых для решения некоторой задачи.

СУБД Access спроектирована таким образом, что он может быть использована как в качестве самостоятельной СУБД на отдельной рабочей станции, так и в сети – в режиме «клиент-сервер». Поскольку в Microsoft Access к данным могут иметь доступ одновременно несколько пользователей, в нем предусмотрены надежные средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать, какие пользователи или группы пользователей могут иметь доступ к объектам (таблицам, формам, запросам) базы данных. Microsoft Access автоматически обеспечивает защиту данных от одновременной их корректировки разными пользователями. Access также опознает и учитывает защитные средства других подсоединенных к базе данных структур (таких, как базы данных Paradox, dBASE и SQL).

Наиболее сильной стороной Access является его способность обрабатывать данные электронных таблиц, текстовых файлов, файлов dBASE, Paradox, Btrieve, FoxPro и любой другой базы данных SQL, поддерживающей стандарт ODBE. Это означает, что можно использовать Access для создания такого приложения Windows, которое может обрабатывать данные, поступающие с сетевого сервера SQL или базы данных SQL на главной ЭВМ.

Дата добавления: 2015-06-25