Презентация Проектирование реляционных баз данных

Смотреть слайды в полном размере
Презентация Проектирование реляционных баз данных


Вашему вниманию предлагается презентация «Проектирование реляционных баз данных», с которой можно предварительно ознакомиться, просмотреть текст и слайды к ней, а так же, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати.

Презентация содержит 71 слайд и доступна для скачивания в формате ppt. Размер скачиваемого файла: 200.77 KB

Просмотреть и скачать

Pic.1
Проектирование реляционных баз данных
Проектирование реляционных баз данных
Pic.2
Проектирование информационных систем, включающих базы данных, осуществляется на физическом и логичес
Проектирование информационных систем, включающих базы данных, осуществляется на физическом и логическом уровнях. Решение проблем проектирования на физическом уровне во многом зависит от используемой СУБД, зачастую автоматизировано и скрыто от пользователя.
Pic.3
Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, формировании запросов
Логическое проектирование заключается в определении числа и структуры таблиц, формировании запросов к БД, определении типов отчетных документов, разработке алгоритмов обработки информации, создании форм для ввода и редактирования данных в базе и решении ряда других задач.
Pic.4
Классический подход при проектировании структур данных Сбор информации об объектах решаемой задачи в
Классический подход при проектировании структур данных Сбор информации об объектах решаемой задачи в рамках одной таблицы (одного отношения) и последующая декомпозиция ее на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений.
Pic.5
Избыточное дублирование данных и аномалии Различают простое (неизбыточное) и избыточное дублирование
Избыточное дублирование данных и аномалии Различают простое (неизбыточное) и избыточное дублирование данных. Наличие первого из них допускается в базах данных, а избыточное дублирование данных может приводить к проблемам при обработке данных.
Pic.6
Неизбыточное дублирование
Неизбыточное дублирование
Pic.7
Избыточное дублирование
Избыточное дублирование
Pic.8
Решение проблемы избыточности
Решение проблемы избыточности
Pic.9
Вывод Процедура декомпозиции отношения С_Т_К на два отношения Т_К и С_Т является основной процедурой
Вывод Процедура декомпозиции отношения С_Т_К на два отношения Т_К и С_Т является основной процедурой нормализации отношений.
Pic.10
Э. Кодд: Избыточное дублирование данных при обработке кортежей отношения создает проблемы ,называемы
Э. Кодд: Избыточное дублирование данных при обработке кортежей отношения создает проблемы ,называемые «аномалиями обновления отношения». Эти проблемы возникают при попытке удаления, добавления или редактирования их кортежей.
Pic.11
Определение Аномалиями будем называть такую ситуацию в таблицах БД, которая приводит к противоречиям
Определение Аномалиями будем называть такую ситуацию в таблицах БД, которая приводит к противоречиям в БД, либо существенно усложняет обработку данных.
Pic.12
Три основные вида аномалий: аномалии модификации (или редактирования), аномалии удаления, аномалии д
Три основные вида аномалий: аномалии модификации (или редактирования), аномалии удаления, аномалии добавления.
Pic.13
Аномалии модификации проявляются в том, что изменение значения одного данного может повлечь за собой
Аномалии модификации проявляются в том, что изменение значения одного данного может повлечь за собой просмотр всей таблицы и соответствующее изменение некоторых других записей таблицы.
Pic.14
Аномалии удаления состоят в том, что при удалении какого-либо данного из таблицы может пропасть и др
Аномалии удаления состоят в том, что при удалении какого-либо данного из таблицы может пропасть и другая информация, которая не связана напрямую с удаляемым данным.
Pic.15
Аномалии добавления возникают в случаях, когда информацию в таблицу нельзя поместить до тех пор, пок
Аномалии добавления возникают в случаях, когда информацию в таблицу нельзя поместить до тех пор, пока она неполная, либо вставка новой записи требует дополнительного просмотра таблицы.
Pic.16
Формирование исходного отношения Проектирование БД начинается с определения всех объектов, сведения
Формирование исходного отношения Проектирование БД начинается с определения всех объектов, сведения о которых будут включены в базу, и определения их атрибутов. Затем атрибуты сводятся в одну таблицу - исходное отношение.
Pic.17
Универсальное (исходное) отношение Универсальным отношением называется отношение, включающее все пре
Универсальное (исходное) отношение Универсальным отношением называется отношение, включающее все представляющие интерес атомарные атрибуты.
Pic.18
Пример Для учебной части факультета создается БД о преподавателях. определены содержащиеся в базе св
Пример Для учебной части факультета создается БД о преподавателях. определены содержащиеся в базе сведения о том, как она должна использоваться и какую информацию заказчик хочет получать в процессе ее эксплуатации. В результате устанавливаются атрибуты, которые должны содержаться в отношениях БД, и связи между ними.
Pic.19
: Имена атрибутов и их краткие характеристики: ФИО - фамилия и инициалы преподавателя. Исключаем воз
: Имена атрибутов и их краткие характеристики: ФИО - фамилия и инициалы преподавателя. Исключаем возможность совпаде­ния фамилии и инициалов у преподавателей. Должн - должность, занимаемая преподавателем. Оклад - оклад преподавателя. Стаж - преподавательский стаж. Д_Стаж - надбавка за стаж.
Pic.20
Имена атрибутов и их краткие характеристики: (продолжение) Каф - номер кафедры, на которой числится
Имена атрибутов и их краткие характеристики: (продолжение) Каф - номер кафедры, на которой числится преподаватель. Предм - название предмета (дисциплины), читаемого преподавателем. Группа - номер группы, в которой преподаватель проводит занятия. ВидЗан - вид занятий, проводимых преподавателем в учебной группе.
Pic.21
Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Pic.22
Этапы проектирования БД Этап1. Обследование (анализ) предметной области. Этап 2. Выявление объектов,
Этапы проектирования БД Этап1. Обследование (анализ) предметной области. Этап 2. Выявление объектов, сведения о которых будут включаться в БД и определение перечня атрибутов. Формирование исходного (универсального) отношения. Этап 3. Построение инфологической модели, проектируемой БД на языке ER – диаграммы с учётом всех сущностей, атрибутов и связей. Этап 4. Формирование набора предварительных отношений
Pic.23
Этапы проектирования БД (продолжение) Этап 5. Нормализация отношений. Этап 6. Внешнее кодирование .
Этапы проектирования БД (продолжение) Этап 5. Нормализация отношений. Этап 6. Внешнее кодирование . Оно заключается в замене длинных текстовых значений атрибутов короткими кодами. Этап 7. Пересмотр и редактирование ER – диаграммы. Этап 8. Построение схемы БД на языке «Таблицы – связи». Этап 9. Выбор СУБД для программой реализации.
Pic.24
Проектирование БД завершается проверкой корректности и полноты полученного проекта. Оно состоит в пр
Проектирование БД завершается проверкой корректности и полноты полученного проекта. Оно состоит в проверке возможности выполнения всех запросов пользователей к БД. Проектирование БД завершается проверкой корректности и полноты полученного проекта. Оно состоит в проверке возможности выполнения всех запросов пользователей к БД.
Pic.25
Зависимости между атрибутами Атрибут В функционально зависит от атрибута А, если каждому значению А
Зависимости между атрибутами Атрибут В функционально зависит от атрибута А, если каждому значению А со­ответствует в точности одно значение В. А—>В Это означает, что во всех кортежах с одинаковым значением атрибута А атрибут В будет иметь также одно и то же значение. А и В могут быть составными - состоять из двух и более атрибутов.
Pic.26
ПРИМЕРЫ ФИО-> Должн Должн -> Оклад Стаж-> Д_Стаж Наличие функци­ональной зависимости в отно
ПРИМЕРЫ ФИО-> Должн Должн -> Оклад Стаж-> Д_Стаж Наличие функци­ональной зависимости в отношении определяется природой вещей, информация о ко­торых представлена кортежами отношения.
Pic.27
Функциональная взаимозависимость Если существует функциональная зави­симость вида А—>В и В—>А,
Функциональная взаимозависимость Если существует функциональная зави­симость вида А—>В и В—>А, то между А и В имеется взаимно однозначное соответ­ствие, или функциональная взаимозависимость. Наличие функциональной взаимо­зависимости между атрибутами А и В обозначим как А<->В или В<->А.
Pic.28
Частичная зависимость Частичной зависимостью (частичной функциональной зависимостью) назы­вается зав
Частичная зависимость Частичной зависимостью (частичной функциональной зависимостью) назы­вается зависимость неключевого атрибута от части составного ключа.
Pic.29
Частичные ФЗ ФИО-> Должн ФИО-> Оклад ФИО-> Стаж ФИО-> Д_Стаж ФИО-> Каф Ключ – ФИО, Пр
Частичные ФЗ ФИО-> Должн ФИО-> Оклад ФИО-> Стаж ФИО-> Д_Стаж ФИО-> Каф Ключ – ФИО, Предм, Группа ФИО – часть ключа
Pic.30
Полная зависимость Полная функциональная зависимость – это зависимость неключевого атрибута от всего
Полная зависимость Полная функциональная зависимость – это зависимость неключевого атрибута от всего составного ключа. В нашем примере: Полная зависимость ФИО, Предм, Группа -> ВидЗан
Pic.31
Транзитивные зависимости Атрибут С зависит от атрибута А транзитивно (существует транзитивная за­вис
Транзитивные зависимости Атрибут С зависит от атрибута А транзитивно (существует транзитивная за­висимость), если для атрибутов А, В, С выполняются условия А—>В и В—>С, но об­ратная зависимость отсутствует. Примеры: ФИО-> Должн -> Оклад ФИО-> Стаж-> Д_Стаж
Pic.32
Многозначная зависимость В отношении R атрибут В многозначно зависит от атрибута А, если каждому зна
Многозначная зависимость В отношении R атрибут В многозначно зависит от атрибута А, если каждому значе­нию А соответствует множество значений В, не связанных с другими атрибутами из R. Многозначные зависимости могут быть «один ко многим» (1:М), «многие к одному» (М: 1) или «многие ко многим» (М:М), обозначаемые соответственно: А=>В, А<=В и А<=>В.
Pic.33
Пример многозначной зависимости Пусть преподаватель ведет несколько предметов, а каждый предмет може
Пример многозначной зависимости Пусть преподаватель ведет несколько предметов, а каждый предмет может вестись несколькими преподавателями, тогда имеет место зависимость ФИОПредмет. В нашем примере: преподава­тель Бобров М. И. ведет занятия по двум предметам, а дисциплина БД - читается тремя преподавателями: Ежовой И. М. , Бобровым М. И. и Волковым Н. Г.
Pic.34
Схема зависимостей
Схема зависимостей
Pic.35
Нормальные формы Процесс проектирования БД с использованием метода нормальных форм заключается в пос
Нормальные формы Процесс проектирования БД с использованием метода нормальных форм заключается в последовательном переводе отношений из первой нормальной формы в нормальные формы более высокого порядка по определенным правилам. Каждая следующая нормальная форма устраняет соответствующие аномалии при выполнении операций над отношениями БД и сохраняет свойства предшествующих нормальных форм.
Pic.36
Последовательность нормальных форм: • первая нормальная форма (1НФ); • вторая нормальная форма (2НФ)
Последовательность нормальных форм: • первая нормальная форма (1НФ); • вторая нормальная форма (2НФ); • третья нормальная форма (ЗНФ); • усиленная третья нормальная форма, или нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК).
Pic.37
Первая нормальная форма Отношение находится в 1НФ, если все его атрибуты являются простыми (имеют ед
Первая нормальная форма Отношение находится в 1НФ, если все его атрибуты являются простыми (имеют единственное значение). Исходное отношение строится таким образом, чтобы оно было в 1НФ.
Pic.38
Перевод отношения в следующую нормальную форму осуществляется методом «декомпозиции без потерь». Пер
Перевод отношения в следующую нормальную форму осуществляется методом «декомпозиции без потерь». Перевод отношения в следующую нормальную форму осуществляется методом «декомпозиции без потерь». Основной операцией метода является операция проекции. Частичная зависимость от ключа приводит к следующему: 1. В отношении присутствует явное и неявное избыточное дублирование данных 2. Избыточное дублирование данных порождает проблемы их редактирования. Часть избыточности устраняется при переводе отношения в 2НФ.
Pic.39
Вторая нормальная форма Отношение находится в 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атри
Вторая нормальная форма Отношение находится в 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от первичного ключа (составного).
Pic.40
Правила перевода отношения в 2НФ Для устранения частичной зависимости необходимо, используя операцию
Правила перевода отношения в 2НФ Для устранения частичной зависимости необходимо, используя операцию проекции, разложить его на несколько отношений следующим образом: построить проекции на части составного первичного ключа и атрибуты, завися­щие от этих частей; построить проекцию без атрибутов, находящихся в частичной зависимости от первичного ключа.
Pic.41
Сведения 2НФ
Сведения 2НФ
Pic.42
Нагрузка
Нагрузка
Pic.43
Исследование отношений Сведения и Нагрузка показывает, что переход к 2НФ позволил исключить явную из
Исследование отношений Сведения и Нагрузка показывает, что переход к 2НФ позволил исключить явную избыточность данных в таблице Сведения - повторение строк со сведениями о преподавателях. Но в нем по-прежнему имеет место неявное дублирование данных. Для дальнейшего совершенствования отношения необходимо преобразовать его в ЗНФ.
Pic.44
Третья нормальная форма Определение 1. Отношение находится в ЗНФ, если оно находится в 2НФ и каждый
Третья нормальная форма Определение 1. Отношение находится в ЗНФ, если оно находится в 2НФ и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Определение 2. Отношение находится в ЗНФ в том и только в том случае, если все неключевые атрибуты отношения взаимно независимы и полностью зависят от первичного ключа.
Pic.45
Если в отношении Нагрузка транзитивные зависимости отсутствуют, то в отношении Сведения они есть: Ес
Если в отношении Нагрузка транзитивные зависимости отсутствуют, то в отношении Сведения они есть: Если в отношении Нагрузка транзитивные зависимости отсутствуют, то в отношении Сведения они есть: ФИО  Должн  Оклад Ф И О  Стажн  Д_Стаж Транзитивные зависимости также порождают избыточное дублирование информации в отношении. Устраним их. Для этого используя операцию проекции на атрибуты, являющиеся причиной транзитивных зависимостей, преобразуем отношение Сведения , получив при этом отношения Сведения 1, Оклады и Стаж, каждое из которых находится в ЗНФ
Pic.46
Сведения1
Сведения1
Pic.47
Оклады
Оклады
Pic.48
Стаж
Стаж
Pic.49
База данных «Преподаватель»: Нагрузка Сведения1 Оклады Стаж Все отношения находятся в 3НФ. Нормализа
База данных «Преподаватель»: Нагрузка Сведения1 Оклады Стаж Все отношения находятся в 3НФ. Нормализация осуществлена.
Pic.50
Нормальная форма Бойса-Кодда Теоретики реляционных систем Кодд и Бойс обосновали и предложили более
Нормальная форма Бойса-Кодда Теоретики реляционных систем Кодд и Бойс обосновали и предложили более строгое определение для 3НФ, которое учитывает, что в таблице может быть несколько возможных ключей. Таблица находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК), если и только если любая функциональная зависимость между его полями сводится к полной функциональной зависимости от возможного ключа.
Pic.51
Торговля
Торговля
Pic.52
Первичный ключ: Наим_магазина,Наим_товара ЧФЗ: Наим_магазина-> ФИО_директора, Адрес,Телефон ПФЗ:
Первичный ключ: Наим_магазина,Наим_товара ЧФЗ: Наим_магазина-> ФИО_директора, Адрес,Телефон ПФЗ: Наим_магазина,Наим_товара-> Кол-во,Цена
Pic.53
Магазины
Магазины
Pic.54
Продажи
Продажи
Pic.55
База данных «Торговля»: Магазины 3НФ Продажи 3НФ Нормализация выполнена.
База данных «Торговля»: Магазины 3НФ Продажи 3НФ Нормализация выполнена.
Pic.56
КИНОПРОКАТ
КИНОПРОКАТ
Pic.57
Первичный ключ Фильм, Кинотеатр
Первичный ключ Фильм, Кинотеатр
Pic.58
Зависимости: Частичные Фильм -> исполнитель гл. роли, жанр, страна, год выпуска Кинотеатр-> ад
Зависимости: Частичные Фильм -> исполнитель гл. роли, жанр, страна, год выпуска Кинотеатр-> адрес Полная Фильм, Кинотеатр-> время сеанса
Pic.59
Фильмы 3НФ
Фильмы 3НФ
Pic.60
Кинотеатр 3НФ
Кинотеатр 3НФ
Pic.61
Сеансы 3НФ
Сеансы 3НФ
Pic.62
БД «Кинопрокат»: Фильмы Кинотеатры Сеансы
БД «Кинопрокат»: Фильмы Кинотеатры Сеансы
Pic.63
Справочники Жанры_с
Справочники Жанры_с
Pic.64
Страны_с
Страны_с
Pic.65
Фильмы_c
Фильмы_c
Pic.66
Кинотеатр_ с
Кинотеатр_ с
Pic.67
Кинотеатр 1
Кинотеатр 1
Pic.68
Фильм_ 1
Фильм_ 1
Pic.69
Сеансы 1
Сеансы 1
Pic.70
Окончательный вариант БД «Кинопрокат» Сеансы 1, Фильм 1, Кинотеатр 1, Жанр_с, Страна_с Кинотеатр_с Ф
Окончательный вариант БД «Кинопрокат» Сеансы 1, Фильм 1, Кинотеатр 1, Жанр_с, Страна_с Кинотеатр_с Фильм_с
Pic.71
Схема «таблицы-связи»
Схема «таблицы-связи»


Скачать презентацию

Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!