Создание Базы Данных Института

Рисунок 15 - ER-модель БД «Кафедра»

     Следующий шаг формирования реляционной модели из инфологической модели – это  нормализация отношений. Нормализация отношений основана на анализе функциональных зависимостей между атрибутами отношений. Функциональные зависимости определяют устойчивые отношения между объектами и их свойствами в рассматриваемой предметной области. Именно поэтому процесс поддержки функциональных зависимостей, характерных для данной предметной области, является базовым для процесса проектирования.

     Процесс нормализации – это разбиение  таблицы на две или более с  целью ликвидации дублирования данных и потенциальной их противоречивости. Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта базы данных, в котором «каждый факт появляется лишь в одном месте».

     Процесс проектирования представляет собой  процесс последовательной нормализации схем отношений, при этом каждая последующая  итерация соответствует нормальной форме более высокого уровня и  обладает лучшими свойствами по сравнению с предыдущей.

     Каждой  нормальной форме соответствует  некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой  нормальной форме, если удовлетворяет  свойственному ей набору ограничений.

     Основные  свойства нормальных форм:

• каждая следующая нормальная форма улучшает свойства предыдущей;
• при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных форм сохраняются.

     В теории реляционных БД обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

• первая нормальная форма (1НФ);
• вторая нормальная форма (2НФ);
• третья нормальная форма (3НФ);
• нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК);
• четвертая нормальная форма (4НФ);
• пятая нормальная форма, или форма проекции-соединения (5НФ).

     Отношение находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и только тогда, когда в любом допустимом значении этого отношения каждая его строка содержит только одно значение для каждого атрибута (столбца). Таблицы «Группа», «Кафедра», «Преподаватель», «Студент», «Расписание», «Студент-Предмет» находятся в первой нормальной форме, так как каждый столбец таблицы неделим и в рамках одного отношения нет столбцов с одинаковыми по смыслу значениями в соответствии с рисунком 15.

    Отношение находится во второй нормальной форме (2НФ), если оно удовлетворяет определению 1НФ и все его атрибуты (столбцы), не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом (нет атрибутов, зависящих от части первичного ключа).

     Отношение находится  в третьей нормальной форме (3НФ), если оно удовлетворяет определению 2НФ и ни один из его не ключевых атрибутов не связан функциональной зависимостью с любым другим не ключевым атрибутом (отсутствуют транзитивные зависимости).

     Отношение находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК) тогда и только тогда, когда любая функциональная зависимость между его атрибутами сводится к полной функциональной зависимости от возможного первичного ключа. Отношение находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК). Например, в отношении «Кафедра» столбец Название кафедры тоже может быть первичным ключом, тогда, если предположить, что название кафедры уникально, то столбцы «Телефон» и «Заведующий» могут находиться в полной функциональной зависимости от него. То есть столбец «Наименование кафедры» является возможным ключом. Аналогично можно рассмотреть столбец «Наименование предмета» в отношении «Предмет», столбец «Табельный номер» в отношении «Преподаватель», столбец «Номер зачетной книжки» в отношении «Студент», столбец «Название группы» в отношении «Студент». Таким образом, рассматриваемая нами схема находится в нормальной форме Бойса-Кодда.

3.2 Описание внешних моделей в  терминах СУБД MS Access

     Следующий этап проектирования - описание внешних моделей в терминах выбранной СУБД. Для реализации БД компьютерной фирмы используется СУБД MS Access.

     Логическая  структура реляционной базы данных MS Access является адекватным отображением полученной модели базы данных. Каждая сущность модели отображается соответствующей реляционной таблицей. Структура каждой реляционной таблицы определяется атрибутным составом соответствующей сущности, где каждый столбец (поле) соответствует одному из атрибутов сущности. Ключевые атрибуты объекта образуют уникальный ключ реляционной таблицы. Для каждого столбца задается тип, размер данных и другие свойства. Строки (записи) таблицы соответствуют экземплярам объекта и формируются при загрузке таблицы.

     Для определения поля в окне Таблица (Table) задаются Имя поля (Field Name), Тип данных (Data Type), Описание (Description) – краткий комментарий, а также свойства поля в разделе Свойства поля (Field Properties).

     Каждое поле в таблице должно иметь уникальное имя, удовлетворяющее соглашениям об именах объектов в Access. Оно является комбинацией из букв, цифр, пробелов и специальных символов, за исключением точки (.), восклицательного знака (!), надстрочного знака (`) и квадратных скобок ([ ]). Имя не может начинаться с пробела и содержать управляющие символы с кодами ASCII от 00 до 31. Максимальная длина имени – 64 символа.

     При описании внешних моделей в терминах СУБД MS Access важно решить вопрос о назначении типа данных для каждого атрибута каждой сущности. Тип данных определяется значениями, которые предполагается вводить в поле, и операциями, которые будут выполняться с этими значениями. В Access допускается использование девяти типов данных:

• текстовый (Text) – текст или цифры, не участвующие в расчетах;
• поле MEMO (Memo) - длительный текст, например, некоторое описание или примечание;
• числовой (Number) - числовые данные, используемые в математических вычислениях;
• денежный (Currency) - денежные значения и числовые данные, используемые в расчетах, проводящихся с точностью до 15 знаков в целой и до 4 знаков – в дробной части;
• дата/время (Date/Time) - значения даты или времени, относящиеся к годам с 100 по 9999 включительно;
• счетчик (AutoNumber) - тип данных поля, в которое для каждой новой записи автоматически вводятся уникальные последовательно возрастающие (на 1) целые числа или случайные числа;
• логический (Yes/No) - логические данные, которые могут иметь одно из двух возможных значений: Да/Нет, Истина/Ложь, Вкл./Выкл. (Yes/No; True/False; On/Off);
• поле объекта OLE (OLE Object) - объект (например, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате), связанный или внедренный в таблицу Access;
• гиперссылка (Hyperlink) - адрес гиперссылки, включающий путь к файлу на жестком диске в локальной сети (в формате UNC) или адрес страницы в Internet или intranet (URL);
• мастер подстановок (Lookup Wizard) - строит для поля список значений на основе полей из другой таблицы.

     Размер  поля (FieldSize) задает максимальный размер сохраняемых в поле данных. Важно определить минимально допустимый размер поля, который понадобится для сохранения значений, так как сохранение таких полей требует меньше памяти, и обработка данных меньшего размера выполняется быстрее.

     Формат  поля (Format) является форматом отображения заданного типа данных и задает правила представления данных при выводе их на экран или печать.

     В таблицах 2-8 представлены параметры структуры таблиц базы данных компьютерной фирмы с типами данных столбцов и предлагаемыми ограничениями целостности.

     Графа таблиц 2–8 «Уникальное поле» показывает, что отмеченное поле индексируется: если в графе стоит «Да», то свойство Индексированное поле принимает значение «Да(Совпадения не допускаются)», если в графе стоит «Нет» – свойство Индексированное поле принимает значение «Да(Допускаются совпадения)».

Таблица 2 - Описание свойств полей таблицы «Группа»

Таблица 3 - Описание свойств полей таблицы «Студент»

Таблица 4 - Описание свойств полей таблицы «Студент-Предмет»

Таблица 5 - Описание свойств полей таблицы «Предмет»