Основные понятия теории баз данных.

Степень связи и класс принадлежности сущности является важнейшими характеристиками, используемыми при проектировании БД ER–методом.

Единицы означают степень связи.

 

• Точка внутри прямоугольного блока означает  обязательное участие сущности в данной связи (класс принадлежности обязательный).
• Точка вне прямоугольного блока означает необязательное участие сущности в данной связи (класс принадлежности не обязательный).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры диаграмм ER-типа связей степени 1:1.

 

Рис. 7.8 Диаграмма ER-типа связи степени 1:1, класс принадлежности обоих сущностей необязательный

 

Рис. 7.9 Диаграмма ER-типа связи степени 1:1, класс принадлежности сущности необяз. - обяз.

 

Рис. 7.10 Диаграмма ER-типа связи степени 1:1, класс принадлежности сущности обяз. – необяз.

 

Рис. 7.11 Диаграмма ER-типа связи степени 1:1, класс принадлежности обоих сущностей обязательный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры диаграмм ER-типа связей степени 1:N и N:1

 

Каждый преподаватель может  читать одновременно несколько курсов. Каждый курс читается не более чем  одним преподавателем. Степень связи 1:N:

Рис. 7.12 Диаграмма ER-типа связи степени 1:N	необяз.	необяз.

 

Рис. 7.13 Диаграмма ER-типа связи степени 1:N	обяз.	необяз.

 

Рис. 7.14 Диаграмма ER-типа связи степени 1:N	необяз.	обяз.

 

Рис. 7.15 Диаграмма ER-типа связи степени 1:N	обяз.	обяз.

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждый преподаватель читает не более одного курса, каждый курс читается более чем одним преподавателем. Степень связи N:1:

 

Рис. 7.16 Диаграмма ER-типа связи степени N:1	необяз.	необяз.

 

Рис. 7.17 Диаграмма ER-типа связи степени N:1	обяз.	необяз.

 

Рис. 7.18 Диаграмма ER-типа связи степени N:1	необяз.	обяз.

 

Рис. 7.19 Диаграмма ER-типа связи степени N:1	обяз.	обяз.

 

 

 

 

 

 

 

Примеры диаграмм ER-типа связей степени M:N

 

Каждый преподаватель может  читать несколько курсов, каждый курс может читаться несколькими преподавателями. Степень связи M:N:

Рис. 7.20 Диаграмма ER-типа связи степени M:N	необяз.	необяз.

 

Рис. 7.21 Диаграмма ER-типа связи степени M:N	обяз.	необяз.

 

Рис. 7.22 Диаграмма ER-типа связи степени M:N	необяз.	обяз.

 

Рис. 7.23 Диаграмма ER-типа связи степени M:N	обяз.	обяз.

 

 

 

 

 

4. Порядок или мерность связи

 

Связь ЧИТАЕТ, существующая между  сущностями ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и КУРС называется бинарной, поскольку она связывает две сущности. Связи между тремя или более сущностями мы будем называть связями более высокого порядка..

 

5. Схема проектирования баз данных методом “сущность-связь”

 

Проектирование базы данных с помощью  метода “сущность-связь” можно разбить  на несколько шагов:

 

• Шаг 1. Построение диаграммы ER–типа, включающей все сущности и все связи, обнаруженные в результате анализа инфологической модели предметной области.
• Шаг 2. Построение набора предварительных отношений и указание предполагаемого ключа для каждого отношения.
• Шаг 3. Подготовка списка всех атрибутов и распределение этих атрибутов по полученным отношениям. Необходимо определить для каждого отношения функциональные зависимости и проверить, находятся ли эти отношения в НФБК. Если хотя бы одно отношение не находится в НФБК или некоторые атрибуты не могут логично включиться ни в одно отношение, необходимо пересмотреть диаграммы ER–типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Бинарные связи со степенью связи 1: 1

 

Пробуем составлять предварительные  отношения путем перебора всех возможных  вариантов.

 

Рассмотрим ситуацию: Бинарная связь  степень 1:1, и класс принадлежности обеих сущностей является обязательным.

 

Рис. 7.24 ER-диаграмма для бинарной связи “Преподаватель читает Курс” степени 1:1 и классом   принадлежности обеих сущностей  обязательным

 

Таблица 7.1 R Универсальное отношение
НП	Фам.	Тел.	НК	V	В этом отношении сущность ПРЕПОДАВАТЕЛЬ  дополнена двумя атрибутами –  фамилия преподавателя, телефон преподавателя. Сущность КУРС дополнена атрибутом V – объем в часах.
П1	Иванов	32-22-11	К3	48
П2	Минин	33-98-76	К1	18
П3	Орлов	34-87-98	К4	54
П4	Петров	35-78-00	К2	36

 

 

В этом случае помещение всех атрибутов  в одно отношение R (НП, Фам, Тел, НК, V) является правильным решением. Т.к. степень связи 1:1 и класс принадлежности является обязательным для обеих сущностей, гарантируется отсутствие пустых полей, а также дублирование информации.

Проверяем находится ли наше отношение  в НФБК ? Да находится, так как все детерминанты являются возможными ключами.

Возможные ключи:	НП, НК, <НП, НК>
Детерминанты:	НП, НК, <НП, НК>

Правило 1.

 

Если связь бинарна, степени 1:1 и  класс принадлежности обеих сущностей  является обязательным, то требуется  только одно отношение. В это отношение включаются все атрибуты обеих сущностей. Ключом данного отношения может быть ключ любой из двух сущностей.

Рассмотрим ситуацию, когда класс  принадлежности одной из сущностей  является необязательным:

 

Рис. 7.25 ER-диаграмма для бинарной связи ‘Преподаватель читает Курс’ степени 1:1 и Класс принадлежности Преподаватель  – обязательным, а Курс не обязательным

 

 

Таблица 7.2 R универсальное отношение.
НП	Фам.	Тел.	НК	V	Если использовать единственное отношение, в нем могут появляться кортежи с пустыми полями (в том случае, если в реальной ситуации возникают курсы никем не читаемые). Это недопустимо.
П1	Иванов	32-22-11	К2	36
П2	Минин	33-98-76	К4	54
П3	Орлов	34-87-98	К1	18
-	-	-	К3	48

 

 

Попытаемся использовать для хранения информации два отношения. Первое отношение будет хранить информацию о сущности ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, второе отношение будет хранить информацию о сущности КУРС. При этом к отношению ПРЕПОДАВАТЕЛЬ необходимо добавить еще одно поле, где будет храниться значение ключа сущности КУРС, т.е. номер курса читаемого данным преподавателем. Если мы попробуем добавить поле НП к таблице КУРС, то потерпим не удачу, так как пустые строчки не исчезнут. Данные отношения находятся в НФБК.

 

Преподаватель (НП, Фам, Тел., НК)

Курс (НК,V)

 

Таблица 7.3 R1   отношение “Преподаватель_НК”.					Таблица 7.4 R2  отношение “Курс”.
НП	Фам.	Тел.	НК		НК	V
П1	Иванов	32-22-11	К2		K1	18
П2	Минин	33-98-76	К4		K2	36
П3	Орлов	34-87-98	К1		K3	48
					K4	54

Правило 2.

 

Если связь бинарна, степени  1:1 и класс принадлежности одной сущности является обязательным, а другой необязательным, информацию необходимо хранить в двух отношениях. Под каждую сущность необходимо выделить одно отношение. Кроме того, к отношению, порожденному сущностью, класс принадлежности которой является обязательным, необходимо добавить один атрибут – являющийся ключом сущности, класс принадлежности которой является необязательным.При этом ключом каждого отношения будет ключ соответствующей сущности.

 

Рассмотрим ситуацию, когда  классы принадлежности обеих сущностей являются необязательными:

Рис. 7.26 ER-диаграмма для бинарной связи ‘Преподаватель читает Курс’ степени 1:1 и классом   принадлежности обеих сущностей  необязательным

 

 

Таблица 7.5 R универсальное отношение.					Пустые поля возникают по двум причинам – из-за наличия курсов, никем не читаемых и из-за наличия ничего не читающих преподавателей. Отношение будет содержать аномалии Невозможно использование одного или двух отношений:
НП	Фам.	Тел.	НК	V
П1	Иванов	32-22-11	К2	36
П2	Минин	33-98-76	-	-
П3	Орлов	34-87-98	К4	54
П4	Петров	35-78-00	К1	18
-	-	-	К3	48

 

 

 

 

Таблица 7.6 R1 отношение “Преподаватель_НК”.						Таблица 7.7 R2 отношение “Курс_НП”.
НП	Фам.	Тел.		НК		НК	V		НП
П1	Иванов	32-22-11		К3		К1	18		П4
П2	Минин	33-98-76		-		К2	24		-
П3	Орлов	34-87-98		К4		К3	36		П1
П4	Петров	35-78-00		К1		К4	54		П3