Потоки информации, циркулирующие в мире, который нас окружает, огромны. Во времени они имеют тенденцию к увеличению
жүктеу/скачать 1,05 Mb.
|
2 Выходные данные: Сумма налога за текущий месяц по приходу и расходу. Список категорий товаров, хранящихся на i-ом складе. Какой товар на складе находится в минимальном количестве. Приходная ведомость по i-му складу за j-ое число. Ведомость движения товара (остаток - приход - расход - остаток)] по i-му складу. Сведения об общей сумме прихода / расхода товаров в I-ом месяце по категориям. Рисунок 2.1 - Информационные потоки 2.1.2 Инфологическая модель Данные в реляционной модели данных представляются в виде таблицы. В терминологии реляционной модели таблица, называется отношением. Чтобы не смешивать отношения с взаимосвязями между объектами, иногда мы будем называть отношение таблицей. Каждый столбец в таблице является атрибутом. Значение в столбце выделяются из домена, т.е. домен суть множества значений, который может принимать некоторый атрибут. Строки таблицы называются картежами. В соответствии с традиционной терминологии можно сказать, что столбцы таблицы представляют элементы данных, а строки - записи. Столбец или ряд столбцов называются возможным ключом отношения, если его (их) значения однозначно идентифицируют строки таблицы. Основные термины реляционной модели приведены на рисунке. Вполне вероятно, что отношение имеет более одного ключа. В этом случае удобно рассматривать один из ключей в качестве первичного. Если столбцам присвоены уникальные имена, то порядок их следования не имеет значения. В таблице не может существовать одинаковых строк. Способ упорядочивания таблицы также несущественен. Свойства отношений представлены ниже: 1. Отсутствуют одинаковые строки. 2. Порядок строк не существенен. . Порядок столбцов не существенен (предполагается, что каждый столбец имеет уникальное имя). . Все значения имеют атомарный характер, т.е. их нельзя разбить на компоненты (без потери информации). Одним из главных достоинств реляционного подхода является его простата, а отсюда - и доступность для понимания конечным пользователем. Конечные пользователи не имеют дела с физической структурой памяти. Вместо этого они могут сосредоточиться на содержательной стороне проблемы. Возможность эксплуатации базы данных без знания деталей ее построения называется независимостью данных. Для обеспечения связи между таблицами некоторые из них должны содержать общие атрибуты. В результате между некоторыми таблицами возникает избыточность по ключу. Однако это не обязательно приводит к физической избыточности, поскольку таблицы отражают логическое представление пользователя. Достоинства модели. Простота. Пользователь работает с простой моделью данных. Он формулирует запросы в терминах информационного содержания и не должен принимать во внимание сложные объекты системной реализации. Реляционная модель отражает представление пользователя, но она не обязательно лежит в основе физической реализации. Непроцедурные запросы. Поскольку в реляционной схеме понятие навигации отсутствует, запросы не строятся на основе заранее определенной структуры. Благодаря этому они могут быть сформулированы на непроцедурном языке. Независимость данных. Это свойство является одним из важнейших для любой СУБД. При использовании реляционной модели данных интерфейс пользователя не связан с деталями физической структуры данных и стратегией доступа. Модель обеспечивает относительно высокую степень независимости данных по сравнению с двумя другими рассматриваемыми моделями. Для эффективного использования этого свойства, однако, необходимо проектировать схему отношений весьма тщательно. Теоретическое обоснование. Реляционная модель данных основана на хорошо проработанной теории отношений. При проектировании базы данных применяются строгие методы, построенные на нормализации отношений. В процессе нормализации элементы данных группируются в таблицы, представляющие объекты и их взаимосвязи. Теория нормализации основана на том, что определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при включении, модификации и удалении данных, чем все остальные наборы отношений, с помощью которых могут быть представлены те же данные. Ненормализованная модель данных включает записи в том виде, в котором они используются прикладными программами. Первый шаг при нормализации заключается в образовании двумерной таблицы, содержащей элементы данных. Для этого практически нужно лишь исключить повторяющиеся группы. Второй шаг нормализации состоит в том, чтобы выделить ключи и зависящие от них атрибуты. Каждый кортеж отношений, находящийся в первой нормальной форме, полностью зависит от совокупности ключевых атрибутов. Для того чтобы привести отношения ко второй нормальной форме, нужно выделить группу атрибутов, зависящие от частей составного ключа. Эти группы могут образовать отдельные отношения (таблицы). Выделение из отношения, находящегося в первой нормальной форме, таких отношений, в которых не ключевые атрибуты зависят только от ключа в целом, называется приведением ко второй нормальной форме. На третьем шаге нормализации следует выделить из отношений, находящихся во второй нормальной форме, те атрибуты, которые, хотя и зависят от ключа какого-либо отношения, тем не менее могут существовать в базе данных независимо от остальных атрибутов этого отношения. Выделение атрибутов позволяет вводить их значения вне зависимости от взаимосвязей, в которых они участвуют. В любой модели данных для представления объектов и их взаимосвязей необходимо некоторым образом сгруппировать элементы данных. При обработки групп элементов возникают три общих проблемы. Устранение этих проблем требует приведения отношений к одной из трех нормальных форм. Таким образом, процесс нормализации, выполняемой по определенным правилам, состоит в группировке элементов данных в ряде отношений. Все нормализованные отношения находятся в первой нормальной форме. Ряд отношений первой нормальной формы находятся во второй нормальной форме и, наконец, некоторые из отношений второй нормальной формы находятся в третьей нормальной форме. Цель процесса нормализации - приведение отношений к третьей нормальной форме. Отношения в третьей нормальной форме представляют объекты и взаимосвязи между объектами рассматриваемой предметной области. Процесс нормализации позволяет проектировщику глубже понять семантику атрибутов и их взаимосвязей и упорядочивает проведение анализа данных. Первая нормальная форма. Отношение, находящееся в первой нормальной форме, представляет собой таблицу. На пересечении столбца и строки может быть только одно значение. Существование групп значений на пересечении строк и столбцов не допускается. Вторая нормальная форма. Отношение находится во второй нормальной форме, если все не ключевые атрибуты полностью функционально зависят от первичного ключа, или другими словами, для однозначной идентификации каждого не ключевого атрибута требуется весь первичный ключ. Всякое отношение во второй нормальной форме одновременно является и отношением в первой нормальной форме. Третья нормальная форма. Отношение находится в третьей нормальной форме, если устранена функциональная транзитивная зависимость между не ключевыми атрибутами. Система управления базами данных (СУБД) основывается на использовании определенной модели данных. Модель данных отражает взаимосвязи между объектами. Большинство современных реализаций баз данных применяют иерархическую или сетевую модель. Однако все большее значение приобретает реляционная модель данных. Описание нормализации таблиц Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и таблица находится в какой-либо нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений. . Таблица Товары находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Товары находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. . Таблица Остатки находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Остатки находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. . Таблица Категории товара находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Категории товара находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. . Таблица Организации находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. . Таблица Движение находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Движение находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. . Таблица Склад находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. . Таблица Таксировка находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Таксировка находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. . Таблица Единицы измерения находится в первой нормальной форме т.к. ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто. Таблица Единицы измерения находится в третьей нормальной форме т.к. она удовлетворяет определению второй нормальной формы и не одно из ее не ключевых полей не зависит функционально от любого другого не ключевого поля. Одна из главных функций администрирования базы данных состоит в разработке модели предметной области. Компонентами модели являются объекты и их взаимосвязи. Модель служит средством общения между различными пользователями и поэтому разрабатывается без учета особенностей физического представления данных. Модель предметной области используется для выражения, организации, упорядочения и обмена представлениями. Она не зависит от применяемой СУБД (рисунок 2.2). Взаимосвязь выражает отображение или связь между двумя множествами данных. Различают взаимосвязи типа «один к одному», «один ко многим» и «многие ко многим». В случае разрабатываемой АИС используются связи типа «один ко многим». Например, Сокращение «штука» из таблицы Единицы измерения встречаются несколько раз в Изделии. Объединяя частные представления о содержимом базы данных, полученные в результате опроса пользователей, и свои представления о данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, проектировщик сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных всем людям, работающим над проектированием базы данных, называют инфологической моделью данных. Такая человеко-ориентированная модель полностью независима от физических параметров среды хранения данных. Остальные модели являются компьютерно-ориентированными. С их помощью СУБД дает возможность программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным лишь по их именам, не заботясь о физическом расположении этих данных. Нужные данные отыскиваются СУБД на внешних запоминающих устройствах по физической модели данных. Так как указанный доступ осуществляется с помощью конкретной СУБД, то модели должны быть описаны на языке описания данных этой СУБД. Такое описание, созданное проектировщиком БД по инфологической модели данных, называют даталогической моделью данных. Рисунок 2.2 - Этапы проектирования БД Цель инфологического моделирования - обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты). Сущность - любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Атрибут - поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей. Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Ключ - минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Связь - ассоциирование двух или более сущностей. При построении инфологических моделей можно использовать язык ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность-связь), язык инфологического моделирования (ЯИМ) и языка «Таблицы - связи». В языке ER-диаграмм сущности изображаются помеченными прямоугольниками, ассоциации - помеченными ромбами или шестиугольниками, характеристики - трапециями, атрибуты - помеченными овалами, а связи между ними - ненаправленными ребрами, над которыми может проставляться степень связи (1 или буква М, заменяющая слово «много») и необходимое пояснение.диаграмма модели показана на рисунке 2.1. Чаще же применяется менее наглядный, но более содержательный язык инфологического моделирования (ЯИМ), в котором сущности и ассоциации представляются предложениями вида: СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2,…, атрибут n) АССОЦИАЦИЯ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2,…] (атрибут 1, атрибут 2,…, атрибут n) где S - степень связи, а атрибуты, входящие в ключ, должны быть отмечены с помощью подчеркивания. Классификация сущностей. К. Дейт определяет три основные класса сущностей: стержневые, ассоциативные и характеристические, а также подкласс ассоциативных сущностей - обозначения. Стержневая сущность (стержень) - это независимая сущность. Ассоциативная сущность (ассоциация) - это связь вида «многие-ко-многим» (» - ко-многим» и т.д.) между двумя или более сущностями или экземплярами сущности. Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности: они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как стержневые сущности; могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь Характеристическая сущность (характеристика) - это связь вида «многие-к-одной» или «одна-к-одной» между двумя сущностями (частный случай ассоциации). Единственная цель характеристики в рамках рассматриваемой предметной области состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. Необходимость в них возникает в связи с тем, что сущности реального мира имеют иногда многозначные свойства. Обозначающая сущность или обозначение - это связь вида «многие-к-одной» или «одна-к-одной» между двумя сущностями и отличается от характеристики тем, что не зависит от обозначаемой сущности. Для наиболее распространенных реляционных баз данных можно предложить язык инфологического моделирования «Таблица-связь» (рисунке 2.2). В нем все сущности изображаются одностолбцовыми таблицами с заголовками, состоящими из имени и типа сущности. Строки таблицы - это перечень атрибутов сущности, а те из них, которые составляют первичный ключ, распологаются рядом и обводятся рамкой. Связи между сущностями указываются стрелками, направленными от первичных ключей или их составляющих. Анализируя исходные данные можно выделить стержни, характеристики, обозначения, ассоциации и построить инфологическую модель на языке «Инфологическая модель базы данных на языке «ER-Диаграммы» жүктеу/скачать 1,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|