Реферат з інформатики
Проектування реляційної бази даних
1. Етапи проектування реляційної бази даних
Для проектування реляційної бази даних потрібно:
1. Визначити об’єкти, які містяться в базі даних.
2. Визначити зв’язки між об’єктами.
3. Визначити основні властивості об’єктів.
4. Визначити зв’язки між властивостями об’єктів.
5. Створити робочий словник даних для визначення таблиць, що входять до бази даних.
6. Визначити відношення між таблицями баз даних, засновуючись на зв’язках між об’єктами даних, що містяться в таблиці, і включити цю інформацію до словника даних.
7. Продумати операції, що виконуються при створенні та зміні інформації таблиць, включаючи забезпечення цілісності даних.
8. Визначити, як використовувати індекси для прискорення виконання запитів, щоб уникнути сильного уповільнення роботи при додаванні даних до таблиці і надмірного збільшення об’єму дискового простору, що займається базою.
9. Визначити користувачів, яким дозволений доступ до даних, їх редагування, а також зміна при необхідності структури таблиць.
10. Описати структуру бази даних в цілому, завершити створення словників даних для своєї бази та для кожної таблиці, що міститься в ній, розробити процедури для операцій з базою даних, включаючи створення резервних копій і відновлення вихідних файлів.
2. Типи таблиць і ключів в реляційних базах даних
- базова таблиця. В реляційній базі даних базовою таблицею називається таблиця, яка включає один або декілька стовпців властивостей об’єкту і містить первинний ключ, що однозначно визначає цей об’єкт. Базова таблиця повинна містити первинний ключ. Базові таблиці часто називають первинними, оскільки вони мають первинний ключ.
- проміжна таблиця. Таблиця, що не є базовою, яка використовується для забезпечення зв’язків між іншими таблицями, називається таблицею відношень. Ключові поля в таблиці відношень повинні бути зовнішніми ключами, що зв’язані з первинними ключами базової таблиці.
- первинний ключ. Первинний ключ складається з набору значень, які однозначно визначають рядок (запис) базової таблиці. Будь-якому значенню первинного ключа повинна відповідати один і тільки один рядок (запис) таблиці. Первинний ключ включає одне поле тільки в тому випадку, якщо це поле не містить значень, що повторюються.
- ключі-кандидати. Будь-який стовпець або група стовпців, які задовольняють вимогам, що накладаються на значення первинного ключа, є кандидатами на те, щоб стати первинним ключем.
- складені ключі. Якщо для виконання умов, що накладаються на значення первинного ключа, заданий ключ включає декілька полів таблиці, то тоді він називається складеним.
- зовнішні ключі. Зовнішній ключ – це стовпець, значення якого відповідають значенням первинного ключа з іншої зв’язаної таблиці.
3. Схематичні моделі даних
Існує багато методів створення схем моделей даних. Одним з найбільш розповсюджених є метод, в яокму використовується схема “Елемент - Відношення”(E-R), яка була розроблена Пітером Ченом в 1976 р. E-R схеми призначені для наглядного представлення відношень між об’єктами і поведінки елементів.
Рис. 5.1.
Елементи даних вказані у прямокутниках, атрибути даних – в овалах, а відношення між елементами – в ромбах. (рис. 5.1 ). Відно-шення між об’єктами бази даних на концептуальному етапі можуть визначатися їх поведінкою. Таким чином E-Rсхеми включають принаймні одне дієслово, об’єкт якого знаходиться справа від символу відношення. Символи наносяться на схему по мірі конкретизації моделі. Однією з переваг E-R схем є те, що їх можна використовувати для представлення на порівняно невеликому просторі концептуальної моделі великих схем з багатьма базами даних.
Графічний опис структури таблиць у формі полосок, які містять імена полів і показують спрощені відношення між даними, використову-ється для того, щоб користувачам було легше зрозуміти розроблену модель даних. Діаграма, на якій показано логічне представлення даних, називається схемою.
4. Нормалізація даних в реляційній моделі
Нормалізацією називається формальна процедура, в ході якої тарибути даних групуются в таблиці, а таблиці групуються в бази даних. Задачами нормалізацї є:
- вилучення з таблиць інформації, що повторюється;
- створення структури, в якій передбачена можливість її майбутніх змін;
- створення структури, в якій вплив структурних змін на додатки, що використовують дані цієї бази даних, зведено до мінімума.
4.1. Перша нормальна форма
Для першої нормальної форми потрібно, щоб таблиця була двовимірною і не містила груп, що повторюються. У таких таблиць є тільки дві характеристики – довжина (кількість записів або рядків) та ширина (кількість полів або стовпців). Вона не повинна містити комірок, що включають кілька значень. Для того, щоб в одній комірці містилося кілька величин, необхідно ввести третій вимір – глибину, за допомогою якої можна зберігати в одній комірці одразу декілька значень.
4.2. Друга нормальна форма
Для другої нормальної форми потрібно, щоб дані у всіх не ключових стовпцях повністю залежали від первинного ключа і кожного елемента (стовпця) первинного ключа, якщо ключ є складеним. Під повною залежністю розуміються те, що значення в кожному не ключовому стовпці однозначно визначається значенням первинного ключа. Якщо одне з полів не залежить від величини первинного ключа, то необхідно включити в ключ доповнювальні таблиці. Перед перевіркою на відповідність другій нормальній формі таблиця повинна бути приведена до першої нормальної форми. Друга нормальна форма дозволяє видалити більшу частину даних, що повторюються, які часто залишаються після першого етапу нормалізації.
4.3. Третя нормальна форма
Для третьої нормальної форми потрібно, щоб всі неключові стовпці таблиці не тільки залежали від первинного ключа таблиці, але були незалежними один від одного, тобто, щоб були відсутні транзитивні функціональні залежності між стовпцями таблиці. Для цього потрібно, щоб таблиці були попередньо приведені до першої та другої нормальної форми.
5. Типи відношень
а) Відношення “один-до-одного”
Найпростішим відношенням між таблицями є відношення “один-до-одного”. В такому відношенні одному запису однієї таблиці відповідає тільки один запис у іншій. Таблиці, що зв’язані відношенням “один-до-одного” можна об’єднати в одну таблицю, яка складається з полів обох таблиць. Відношення “один-до-одного” часто використовують для розділення таблиць, що містять велику кількість полів. Наприклад, це може бути потрібним для того, щоб скоротити час перегляду полів, що містять певний набір даних. В деяких випадках необхідно керувати доступом до частин таблиць, які містять важливі або конфиденційні дані. На рис. 5.2 показана E-R схема для таблиці “Інженер” та “Комп’ютер”. Одиниці з обох сторін ромба вказують на відношення “один-до одного”.