База данных учета оборудования организации

-align:justify">1.2.2 Нормальные формы, процесс нормализации

Проектирование базы данных (БД) – одна из наиболее сложных и ответственных задач, связанных с созданием информационной системы (ИС). В результате её решения должны быть определены содержание БД, эффективный для всех её будущих пользователей способ организации данных и инструментальные средства управления данными[5].

Основная цель процесса проектирования БД состоит в получении такого проекта, который удовлетворяет следующим требованиям[1]:

1.                  Корректность схемы БД, т.е. база должна быть гомоморфным образом моделируемой предметной области (ПО), где каждому объекту предметной области соответствуют данные в памяти ЭВМ, а каждому процессу – адекватные процедуры обработки данных.

2.                  Обеспечение ограничений (на объёмы внешней и оперативной памяти и другие ресурсы вычислительной системы).

3.                  Эффективность функционирования (соблюдение ограничений на время реакции системы на запрос и обновление данных).

4.                  Защита данных (от аппаратных и программных сбоев и несанкционированного доступа).

5.                  Простота и удобство эксплуатации.

6.                  Гибкость, т.е. возможность развития и адаптации к изменениям предметной области и/или требований пользователей.

Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации:

Сначала будет рассмотрен классический подход, при котором весь процесс проектирования производится в терминах реляционной модели данных методом последовательных приближений к удовлетворительному набору схем отношений. Исходной точкой является представление предметной области в виде одного или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования производится некоторый набор схем отношений, обладающих лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая[7].

Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений. Примером набора ограничений является ограничение первой нормальной формы - значения всех атрибутов отношения атомарны. Поскольку требование первой нормальной формы является базовым требованием классической реляционной модели данных, мы будем считать, что исходный набор отношений уже соответствует этому требованию[9].

В теории реляционных баз данных обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

        первая нормальная форма (1NF);

        вторая нормальная форма (2NF);

        третья нормальная форма (3NF);

        нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF);

        четвертая нормальная форма (4NF);

        пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF).

Основные свойства нормальных форм:

        каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей;

        при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных свойств сохраняются.

В основе процесса проектирования лежит метод нормализации, декомпозиция отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, в два или более отношения, удовлетворяющих требованиям следующей нормальной формы.

1НФ (Первая Нормальная Форма)

Отношение находится в Первой Нормальной Форме (1НФ), если оно содержит только скалярные (атомарные) значения.

Свойства отношений (это и будут свойства 1НФ):

        В отношении нет одинаковых кортежей.

        Кортежи не упорядочены.

        Атрибуты не упорядочены и различаются по наименованию.

        Все значения атрибутов атомарны.

Первая Нормальная Форма будет иметь вид(таблица 1):

Таблица 1 «Первая нормальная форма “БД учета оборудования организации”

Название оборудования

Номер оборудования

Серийный номер оборудования

Гарантия оборудования

Приход оборудования

Стоимость оборудования

Марка оборудования

Подразделение Деканата

Материально-ответственный

Код материально-ответственного

Этаж

Корпус

Квадратура помещения

Номер помещения

 

2НФ (Вторая Нормальная Форма)

Определение 2. Отношение находится во второй нормальной форме (2НФ) тогда и только тогда, когда отношение находится в 1НФ и нет неключевых атрибутов, зависящих от части сложного ключа. (Неключевой атрибут - это атрибут, не входящий в состав никакого потенциального ключа).

Таблица 2. «Оборудование»

Название оборудования

Номер оборудования

Серийный номер оборудования

Гарантия оборудования

Приход оборудования

Стоимость оборудования

Марка оборудования

 

Таблица 3. «Помещение»

Подразделение Деканата

Материально-ответственный

Код материально-ответственного

Этаж

Корпус

Квадратура помещения

Номер помещения

 

3НФ (Третья Нормальная Форма)

Определение 3. Атрибуты называются взаимно независимыми, если ни один из них не является функционально зависимым от другого.

Определение 4. Отношение находится в третьей нормальной форме (3НФ) тогда и только тогда, когда отношение находится в 2НФ и все неключевые атрибуты взаимно независимы.

Берем вторую нормальную форму и делаем из второй третью нормальную форму по определению. Для простоты был выбран серийный помер оборудования и находим зависимость других атрибутов от этого. В итоге получится таблица с атрибутами:

Таблица 4. «Оборудование»

Название оборудования

Номер оборудования

Серийный номер оборудования

Гарантия оборудования

Приход оборудования

Стоимость оборудования

Марка оборудования

 

Среди оставшихся атрибутов из второй нормальной формы выделяем атрибут номер комнаты и находим все зависимые атрибуты и получаем еще одну таблицу:

Таблица 5. «Помещение»

Подразделение Деканата

Этаж

Корпус

Квадратура помещения

Номер помещения

 

Тоже самое проделаем и с атрибутом Код материально-ответственного:

Таблица 6. «Материально-ответственный»

Серийный номер оборудования

Подразделение Деканата

Материально-ответственный

Код материально-ответственного

 

Совокупность этих таблиц и являются третьей нормальной формой, что и является ER-диаграммой.

1.2.3 Структура отношений и связи