PW normalizacja

Przejście z diagramu O - Z bazy danych do jej fizycznej postaci polega na takim zaprojektowaniu i implementacji zbiorów bazy danych, aby wyrażone zostały wszystkie zależności uwzględnione w tymże diagramie.

W tym celu należy:

Dalej zajmiemy się kolejnymi etapami prowadzącymi do zaimplementowania bazy danych.

Etap 1:

Odwzorowanie elementów diagramu O- Z

Występujące na diagramie opisane strzałki stają się atrybutami obiektów, z których wychodzi strzałka, a przyjmują wartości ze zbioru, do którego strzałka dochodzi.

Obiekty typu:

a) b)

implementowane są w postaci tabel np.:

Indeks Praca

nr_indeksu ? nr_ przedmiotu nr_nauczyciela

000001 ... 1 ...

000002 ... 2 ...

... ... ... ...

W naszym przykładzie tablice dla obiektów typu “a” wyglądałyby następująco:

Indeks Przedmiot

nr_indeksu nr_przedmiotu

000001 1

000002 2

... ...

Wykładowca

nr_nauczyciela

01

02 ...

Dla obiektów typu “b” ( relacji ) tablice wyglądałyby następująco:

Nauka

nr naz ad kie nr projekt

inde wi res ru przed nr data ocena

ksu sko nek miotu projektu ukończenia

... ... ... ... ... ... ... ...

Dla relacji Praca tabela będzie miała następującą postać:

Praca

nr przedmiotu nr_nauczyciela

... ...

Etap 2:

Jak odwzorowywane są zależności:

1 - N oraz N - N ?

Definicja:

Kluczem relacji R będziemy nazywali zbiór atrybutów tej relacji wtedy i tylko wtedy gdy zbiór ten spełnia następujące własności:

1. zbiór ten jednoznacznie identyfikuje krotkę relacji,

2. jest to zbiór atrybutów o najmniejszej liczności,

3. zakres klucza jest przewidywalny,

4. wśród atrybutów klucza nie występują wartości

nieokreślone.

W rozpatrywanym przykładzie dla relacji Nauka

własność 1 mają zbiory:

a) {nr_indeksu, nr_przedmiotu}

b) {nr_indeksu, nr_przedmiotu, nr_projektu}

Jednakże własność 2 posiada tylko zbiór typu “a”.

Odwzorowanie zależności 1 - N wykonywane jest w

formie tabeli ( zbioru bazy danych ) zawierającej

klucze obiektów wchodzących w skład powiązania.

Np.

Praca

nr_przedmiotu nr_nauczyciela

Dla zachowania integralności wystarczy aby

“nr_przedmiotu” był kluczem relacyjnym

(ang. relation key ).

Odwzorowanie zależności N - N wymaga rozbicia jej na zależności 1 - N, N - 1.

W rozważanym przypadku: (Indeks) N - N (Przedmiot)

będzie zrealizowana jako:(Indeks) 1- N (Pomocniczy)

i (Pomocniczy) N - 1 (Przedmiot)

Przykład : Indeks Przedmiot

nr_indeksu nr_przedmiotu

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

Niech stan powiązania N - N będzie następujący:

Nauka

nr_indeksu nr_przedmiotu ? ?

1 1 ... ...

1 2 ... ...

2 2 ... ...

2 3 ... ...

3 1 ... ...

4 1 ... ...

4 2 ... ...

W trakcie implementacji powiązanie to musi zostać rozłożone na dwa powiązania z dodaniem obiektu pośredniczącego.

Indeks Pomocniczy Przedmiot

nr_indeksu nr_indeksu’

nr_przedmiotu’ nr_przedmiotu

Klucze relacji Pomocniczy są kluczami obcymi ( ang.

foreign key ) pochodzącymi od obiektów Indeks i

Przedmiot.

Spojrzenie na powiązanie 1 - N

( nr_indeksu - nr_indeksu’ )

gdzie: ’ oznacza klucz obcy.

Indeks Pomocniczy

nr_indeksu nr_indeksu’ nr_przedmiotu’

1 1 1

2 1 2

3 2 2

4 2 3

3 1

4 1

Spojrzenie na powiązanie N - 1

( nr_przedmiotu’ - nr_przedmiotu )

gdzie: ’ oznacza klucz obcy.

Pomocniczy Indeks

nr_indeksu’ nr_przedmiotu’ nr_przedmiotu

1 1 1

1 2 2

2 2 3

2 3 4

3 1

4 2

Etap 3:

Normalizacja tabel

W procesie analizy często można dostrzec, iż w bazie

danych występują pewne niezmiennicze własności,

które nazywać będziemy zależnościami funkcyjnymi.

W naszym przykładzie będą to:

(NUMER INDEKSU) jest jednoznacznie

przyporządkowane nazwisko E(NAZWISKO)

(INDEKS, PRZEDMIOT) jest jednoznacznie

przyporządkowany projekt.

1NF ( pierwsza postać normalna )

Definicja:

Relacja jest w pierwszej postaci normalnej

jeżeli wartości wszystkich jej atrybutów są

atomowe ( nierozkładalne ).

Relacja

Nauka ( nr_indeksu, nazwisko, adres,

kierunek, nr_przedmiotu, Projekt

(nr_projektu, data_ukonczenia, ocena ))

nie jest w 1NF, gdyż atrybut Projekt jest

wielowartościowy

W celu doprowadzenia relacji do 1NF należy tak

przekształcić relację, aby argumenty

przyjmowały wartości atomowe.

Relacja w 1NF będzie miała postać:

Nauka ( nr_indeksu, nazwisko, adres,

kierunek, nr_przedmiotu, nr_projektu,

data_ukonczenia, ocena )

2NF ( druga postać normalna )

Tabela będąc w 1NF posiada niekorzystne

własności ( anomalie ), dlatego też kontynuujemy

normalizację.

Definicja:

Relacja jest w 2NF, jeżeli każdy niekluczowy

atrybut A jest w pełni zależny od każdego

klucza tej relacji.

W celu doprowadzenia relacji do 2NF dokonujemy podziału tabeli na dwie:

Nauka_1

nr_indeksu nazwisko adres kierunek

... ... ... ...

Nauka_2

nr nr nr data ocena

indeksu przedmiotu projektu ukończenia

... ... ... ... ...

Można zauważyć, że data_ukończenia zależy od

atrybutu nr_projektu, mimo że nr_projektu nie jest

atrybutem kluczowym.

Takie zjawisko nazywamy tranzytywnością.

Zjawisko to usuwamy doprowadzając relację do 3NF.

3NF ( trzecia postać normalna )

Definicja

Relacja jest w 3NF, jeśli jest w 2NF a żaden

zbiór atrybutów niekluczowych nie jest

tranzytywnie zależny od żadnego klucza

schematu tej relacji.

Przeprowadzenie relacji do trzeciej postaci

normalnej polega na odpowiednim podziale relacji.

Relacja Nauka_2 musi więc ulec podzieleniu na:

Nauka_2_1

nr_indeksu nr_przedmiotu nr_projektu ocena

... ... ... ...

Nauka_2_2

nr_projektu data_ukończenia

... ...

Postać normalna Boyce’a-Codda ( PNB-C )

Definicja

Relacja jest w PNB-C jeśli jest w 3NF i każdy

atrybut kluczowy nie jest w zależności

funkcyjnej od atrybutu niekluczowego.

Zakładając, że z nr_projektu wynika nr_przedmiotu

relacja Nauka_2_1 może zostać znormalizowana

do postaci:

Nauka_3_1 Nauka_3_2

nr nr nr nr ocena

projektu przedmiotu projektu indeksu

... ... ... ... ...

Etap 4:

Projektowanie zbiorów wartości

Zbiory wartości określają zakres wartości atrybutu oraz

operacje, które można na nim wykonywać.

Bardzo ważny jest dobór odpowiedniego zbioru wartości.

W celu określenia zbioru wartości należy określić:

PW normalizacja

Przejście z diagramu O - Z bazy danych do jej fizycznej postaci polega na takim zaprojektowaniu i implementacji zbiorów bazy danych, aby wyrażone zostały wszystkie zależności uwzględnione w tymże diagramie.

W tym celu należy:

Dalej zajmiemy się kolejnymi etapami prowadzącymi do zaimplementowania bazy danych.

Etap 1:

Odwzorowanie elementów diagramu O- Z

Występujące na diagramie opisane strzałki stają się atrybutami obiektów, z których wychodzi strzałka, a przyjmują wartości ze zbioru, do którego strzałka dochodzi.

Obiekty typu:

a) b)

implementowane są w postaci tabel np.:

Indeks Praca

nr_indeksu ? nr_ przedmiotu nr_nauczyciela

000001 ... 1 ...

000002 ... 2 ...

... ... ... ...

... ... ... ...

W naszym przykładzie tablice dla obiektów typu “a” wyglądałyby następująco:

Indeks Przedmiot

nr_indeksu nr_przedmiotu

000001 1

000002 2

... ...

... ...

Wykładowca

nr_nauczyciela

01

02

...

...

Dla obiektów typu “b” ( relacji ) tablice wyglądałyby następująco:

Nauka

nr naz ad kie nr projekt

inde wi res ru przed nr data ocena

ksu sko nek miotu projektu ukończenia

... ... ... ... ... ... ... ...

... ... ... ... ... ... ... ...

... ... ... ... ... ... ... ...

Dla relacji Praca tabela będzie miała następującą postać:

Praca

nr przedmiotu nr_nauczyciela

... ...

... ...

... ...

... ...

Etap 2:

Jak odwzorowywane są zależności:

1 - N oraz N - N ?

Definicja:

Kluczem relacji R będziemy nazywali zbiór atrybutów tej relacji wtedy i tylko wtedy gdy zbiór ten spełnia następujące własności:

1. zbiór ten jednoznacznie identyfikuje krotkę relacji,

2. jest to zbiór atrybutów o najmniejszej liczności,

3. zakres klucza jest przewidywalny,

4. wśród atrybutów klucza nie występują wartości

nieokreślone.

W rozpatrywanym przykładzie dla relacji Nauka

własność 1 mają zbiory:

a) {nr_indeksu, nr_przedmiotu}

b) {nr_indeksu, nr_przedmiotu, nr_projektu}

Jednakże własność 2 posiada tylko zbiór typu “a”.

Odwzorowanie zależności 1 - N wykonywane jest w

formie tabeli ( zbioru bazy danych ) zawierającej

klucze obiektów wchodzących w skład powiązania.

Np.

Praca

nr_przedmiotu nr_nauczyciela

Dla zachowania integralności wystarczy aby

“nr_przedmiotu” był kluczem relacyjnym

(ang. relation key ).

Odwzorowanie zależności N - N wymaga rozbicia jej na zależności 1 - N, N - 1.

W rozważanym przypadku: (Indeks) N - N (Przedmiot)

będzie zrealizowana jako:(Indeks) 1- N (Pomocniczy)

i (Pomocniczy) N - 1 (Przedmiot)

Przykład : Indeks Przedmiot

nr_indeksu nr_przedmiotu

1 1