Проектирование базы данных "Автовокзал" (стр. 2 из 4)

Основная задача проектирования базы данных - это определение количества файлов и их реквизитного состава.

Реквизит - это совокупность значений некоторого фиксированного набора переменных. Различают реквизиты-признаки и реквизиты-основания.

Реквизит-признак - это информационное отображение качественного свойства некоторого объекта.

Реквизит-основание - это информационное отображение количественного свойства некоторого объекта.

В состав экономического показателя должны входить один реквизит-основание и несколько реквизитов-признаков, однозначно характеризующих условие существования основания.

Для определения признаков и оснований я пользовалась следующими правилами:

1. Если значение реквизита является исходным данным или результатом арифметической операции, то это основание;

2. Если реквизит текстовый, то это признак;

3. Если реквизит обозначает предмет или время - это признак;

4. Если реквизит в некотором показателе является признаком (основанием), то он будет играть эту же роль в других показателях;

5. Если показатели описывают сходные процессы, то их призначные части совпадают;

6. Если основание показателя вычисляется по значениям других оснований, то набор признаков такого показателя - это объединение признаков, связанных с этими основаниями.

К реквизитам основаниям относятся: стоимость билета, количество мест, проданные места.

К реквизитам признакам относятся: время в пути, пункт отправления, пункт назначения, дата отправления, ФИО водителя, сменный водитель, основной водитель, номер автобуса, номер водителя, номер билета, номер рейса.

Можно сделать вывод, что в документах приложения базы данных "Автостанция" будет 3 показателя. Подберем реквизиты-признаки для каждого основания и получим показатели.

У основания Стоимость билета необходимыми признаками будут номер билета (для определения рейса), номер рейса, время в пути (для определения пункта назначения).

В результате структура показателя П1 примет вид:

П1 (номер билета, номер рейса, время в пути, стоимость билета).

У основания Количество мест необходимыми признаками будут номер рейса, номер автобуса, пункт отправления, пункт назначения, дата отправления.

В результате структура показателя П2 примет вид:

П2 (номер рейса, номер автобуса, пункт отправления, пункт назначения, дата отправления, количество мест).

У основания Проданные места необходимыми признаками будут номер рейса, номер автобуса, номер водителя, ФИО водителя, сменный водитель, основной водитель.

В результате структура показателя П3 примет вид:

П3 (номер рейса, номер автобуса, номер водителя, ФИО водителя, сменный водитель, основной водитель, проданные места).

Показатель является минимальной группой реквизитов, сохраняющей информативность (осмысленность), и поэтому достаточной для образования документа. Но с другой стороны представление экономической информации в форме показателей не является универсальным, так как имеются значительные массивы осмысленной информации, не содержащие реквизитов оснований.

Методом, решающим этот недостаток является построение модели данных.

Модель данных - это совокупность трех составляющих:

множество информационных конструкций, допускаемых этой моделью;

множество допустимых операций над данными;

множество ограничений, наложенных на информационные конструкции.

Иными словами модель данных - это инструмент для представления данных в базе данных.

В целях обеспечения наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных построим модель, называемую "сущность-связь". Эту модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка). Основными конструктивными элементами таких моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность - любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных.

В проектируемой базе данных сущностями будут являться: РЕЙС, БИЛЕТ, АВТОБУС, ВОДИТЕЛЬ.

Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ВОДИТЕЛЬ, а экземпляром - Иванов, Петров и т.д.

Атрибут - поименованная характеристика сущности. Примерами атрибутов для сущности БИЛЕТ будут номер билета, стоимость и т.д.

Ключ - минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. К примеру в сущности РЕЙС исключение из атрибутов такого как IDрейса не позволит однозначно определить рейс, поэтому ключом сущности РЕЙС является атрибут - IDрейса.

Связь - ассоциирование двух или более сущностей. Для выявления связей между сущностями необходимо, как минимум, определить сами сущности и их атрибутный состав. Построим модель "сущность-связь":

1

1

∞

∞ ∞

∞ ∞

1

1 1

Центральная задача проектирования базы данных - это определение количества отношений и их атрибутного состава.

Задача группировки атрибутов в отношении допускает множество вариантов решения.

Рациональный вариант предполагает:

1. множество отношений должно обеспечить минимальную избыточность представления информации;

2. корректировка отношений не должна приводить к двусмысленности и потере информации;

3. перестройка набора отношений при добавлении в базу данных новых атрибутов должна быть минимальной.

Переход от модели "Сущность-связь" к реляционной модели данных осуществим через нормализацию.

Нормализация - это способ преобразования отношений, позволяющий улучшить характеристики базы данных по перечисленным критериям.

В реляционной модели данных информационной конструкцией является отношение (таблица); операциями - проекция, выборка и соединение; ограничением - функциональная зависимость.

По определению, в отношении R (A,B) реквизит А функционально определяет реквизит В, если в любой момент времени каждому значению А соответствует единственное значение В.

На первом шаге алгоритма приведения отношений к третьей нормальной форме, составим все функциональные зависимости рассматриваемой предметной области:

1. номер рейса - > пункт отправления

2. номер рейса - > пункт назначения

3. номер рейса - > дата отправления

4. номер рейса - > номер автобуса

5. номер автобуса - > пункт отправления

6. номер автобуса - > пункт назначения

7. номер автобуса - > количество мест

8. номер водителя - > ФИО водителя

9. номер водителя - > смена

10. номер билета - > номер рейса

11. номер билета - > стоимость

12. номер рейса, дата отправления - > номер водителя

13. номер рейса, дата отправления - > проданные места

14. номер рейса, номер автобуса - > время в пути.

На шаге 2 воспользуемся двумя теоремами:

1) теорема 2 - реквизит А определяет реквизит В и реквизит А определяет реквизит С только тогда, когда А определяет В и С вместе;

2) теорема 3 - если реквизит А определяет реквизит В и реквизит В определяет реквизит С, то реквизит А определяет реквизит С.

В результате получим 6 функциональных зависимостей:

1. номер рейса - > пункт отправления, пункт назначения, дата отправления, номер автобуса

2. номер рейса, дата отправления - > номер водителя, проданные места

3. номер рейса, номер автобуса - > время в пути

4. номер автобуса - > пункт отправления, пункт назначения, количество мест

5. номер водителя - > ФИО водителя, смена

6. номер билета - > номер рейса, стоимость.

В этих функциональных зависимостях отсутствуют неполные и транзитивные функциональные зависимости.

На третьем шаге определим первичный ключ отношений. В данном случае первичным ключом будут те реквизиты, которые не встречаются в правых частях. В данном примере первичным ключом является номер билета.

Для каждой функциональной зависимости создадим проекцию исходного отношения:

1. T=R1 [номер рейса, номер водителя, номер автобуса, пункт отправления, пункт назначения, дата отправления, проданные места, время в пути]

2. T=R2 [номер билета, номер рейса, стоимость]

3. T=R3 [номер автобуса, пункт отправления, пункт назначения, количество мест]

4. T=R4 [номер водителя, ФИО водителя, смена].

Таким образом, переход к третьей нормальной форме привел в данном примере к четырем отношениям.

Для составления запросов, указанных в задании воспользуемся средством реляционной алгебры - операцией выборки.

1. Выдать информацию о наличии свободного билета на рейс.

Этот запрос относится к

Запрос будет выглядеть так:

Вход запроса:

Выход запроса:

Оболочка запроса:

2. Вывести список рейсов в один и тот же город с указанием времени пути и стоимости билета.

Этот запрос относится к

Запрос будет выглядеть так:

Вход запроса:

Выход запроса:

Оболочка запроса:

2. Проектная часть

В проектной части необходимо выполнить следующие этапы:

1. Проектирование базы данных (определение состава полей её таблиц и связей между ними).

2. Создание базы данных.

3. Программирование выполнения операций над данными.