 |
Нормализация отношений. Метод нормальных форм.
|
|
|
|
Многомерная модель.
Многомерные модели – это узкоспециализированные СУБД, которые используются для интерактивной аналитической обработки информации. Многомерная организация данных отличается более высокой наглядностью и информативностью в сравнении с реляционной моделью.
Основным недостатком многомерной модели данных является ее громоздкость для решения простейших задач обычной оперативной обработки информации.
Примерами СУБД на основе таких моделей являются Ess-base фирмы Arbor Software, Oracle Express Server фирмы Oracle и др
Объектно-ориентированная модель.
Объектно-ориентированные модели представления данных позволяют идентифицировать отдельные записи базы. Между записями базы данных и функциями их обработки формируются определенные взаимосвязи с помощью механизмов, похожих на соответствующие средства в объектно-ориентированных языках программирования.
Достоинствами объектно-ориентированной модели данных являются:
1) возможность показа информации о сложных взаимосвязях объектов;
2) способность идентификации отдельной записи базы данных и определения функции ее обработки.
К недостаткам объектно-ориентированной модели данных относятся:
1) трудность в понимании ее деятельности непрофессиональным пользователем;
2) неудобство обработки данных;
3) небольшая скорость выполнения запросов.
Среди объектно-ориентированных СУБД можно выделить системы РОЕТ фирмы РОЕТ Software, Versant фирмы Versant Technologies и др.
Основные требования к проектированию
Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.
Основные задачи проектирования баз данных
|
|
|
· Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.
· Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.
· Сокращение избыточности и дублирования данных.
· Обеспечение целостности базы данных.
52.Виды дублирования данных.
· Неизбыточное дублирование возникает из необходимости хранить идентичные данные, поскольку важен сам факт их идентичности, и удаление хотя бы одного представителя идентичных данных приведет к невосполнимой потере информации. В качестве примера неизбыточного дублирования можно рассмотреть дублирование значений атрибута Группа в отношении Студент (ФИО, Группа). При удалении одного из повторяющихся значений Группы будет потеряна информация о принадлежности одного студента к данной группе.
· Избыточное дублирование (избыточность) обычно связано с необходимостью задания значения всех атрибутов отношения, при этом дублируемые данные не являются необходимыми, и в случае потери (удаления) могут быть восстановлены по данным одного или нескольких отношений БД. в качестве примера избыточного дублирования можно рассмотреть указать дублирование значений атрибута Староста в отношении Студент (ФИО, Группа, Староста). Для каждого студента некоторой группы значение атрибута Староста может быть восстановлено по значениям данного атрибута других студентов рассматриваемой группы.
· Определить дублирование данных в БД, а значит и предсказать возможность возникновения аномалий обновления можно на этапе проектирования структуры базы данных. Одним из наиболее алгоритмически и понятийно простых методов устранения избыточности хранения данных является метод нормальных форм, который основан на анализе функциональных зависимостей (ФЗ) атрибутов отношений.
Аномалии данных
Аномалии в базе данных – это проблемы связанные с обработкой информации, а точнее с удаление данных из базы данных, с модификацией данных в таблице базы данных и аномалия добавления данных в базу данных.
|
|
|
Аномалия обновления – появление в базе данных несогласованности данных при выполнении операций вставки, удаления, модификации записей.
-Аномалии модификации – появление записей с противоречащими значениями в некоторых столбцах при изменении значений соответствующих полей одной записи.
Для отношения Студент (ФИО, Группа, Староста), где в столбце Группа хранится полное название группы, а столбец Староста содержит ФИО старосты группы, изменение значения Староста (например, для устранения ошибки) может привести к существованию более одного старосты одной и той же группы.
-Аномалии удаления – удаление лишней информации при удалении записи.
Для отношения Студент (ФИО, Группа, Староста), удаление студента может привести к удалению из БД и ФИО старосты группы (в том случае, если для данной группы запись – единственная).
-Аномалии вставки – добавление лишней информации или возникновение противоречащих значений в некоторых столбцах при вставке новой записи.
Для отношения Студент (ФИО, Группа, Староста), где в столбце Группа хранится полное название группы, а столбец Староста содержит ФИО старосты группы, добавление названия новой группы повлечет обязательное определение ФИО студента и старосты, в то время как эти данные могут быть пока не известны. В то же время, при добавлении нового студента значение поля Староста в новой записи может не совпадать со значением данного поля для другого студента этой же группы.
Для сохранения корректности БД необходимо устранять данные аномалии, выполняя дополнительные операции по просмотру и модификации данных. Потери в производительности, вызванные выполнением действий по устранению аномалий, могут быть весьма существенными, при этом данные потери, в большинстве случаев, не являются неизбежными, а определяются неудачным выбором схемы БД.
Указанные аномалии связаны с избыточностью данных в БД. Следует различать избыточное и неизбыточное дублирование данных.
Виды избыточности данных
Явная избыточность – заключается в том, что в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ строки с данными о преподавателях,проводящих занятия в нескольких группах,повторяются соответствующее число раз.
|
|
|
Неявная избыточность – в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ проявляется в одинаковых окладах у всех преподавателей.
Избыточность данных в базе данных – это нежелательное явление еще и потому, что при работе с таблицами базы данных (которые еще называют отношениями), содержащими избыточные данные возникают проблемы связанные с обработкой информации, эти проблемы называются аномалии.
Нормализация отношений. Метод нормальных форм.
Нормализация отношений (таблиц) — одна из основополагающих частей теории реляционных баз данных. Нормализация имеет своей целью избавиться от избыточности в отношениях и модифицировать их структуру таким образом, чтобы процесс работы с ними не был обременён различными посторонними сложностями. При игнорировании такого подхода эффективность проектирования стремительно снижается, что вкупе с прочими подобными вольностями может привести к критическим последствиям.
Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, потенциально приводящей к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.
Процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных.
Нормальные формы
В создании и развитии теории нормализации принимали участие многие учёные. Однако первые три нормальные формы и концепцию функциональной зависимости предложил Э. Кодд.[4]
|
|
|
