1NF (1-sza poatać normalizacyjna) to taka postać relacji której na przejściu wierszy i kolumn występują tylko dane elementarne.

Przejście do 1NF

Należy określić atrybut lub grupę atrybutów które mogą pełnić rolę klucza danej relacji. Należy zdefiniować powtarzające się grupy które powtarzają sie dla atrybutów kluczowych i występują pewne powtarzające się atrybuty. Następnie należy usunąć powtarzające się grupy przez wprowadzenie odpowiednich danych w puste komórki w wierszach lub kolumnach albo przez powtórzenie danej z innego klucza. Proces normalizacji rzadko daje w wyniku jedno rozwiązanie,najczęściej daje wiele różnych schematów relacji, z których jeden wybierany jest do wyniku bazy danych. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się odstępstwa od postaci normalnej.

2NF (druga postać normalna) jest oparta na pojęciu pełnej zależności funkcjonalnej, pełna zależność funkcjonalna wskazuje że jeżeli A i B są atrybutami relacji, B jest w pełni zależne funkcjonalnie od A i jeżeli B zależy od A, ale nie zależy od żadnego z jego podzbiorów.

Zbiór identyfikacyjny relacji jest to taki zbiór relacji który jednoznacznie identyfikuje wszystkie kroki tej relacji, a żaden z jego podzbiorów nie ma tej własności.

Relacja 2NF jest to relacja 1NF której każdy atrybut nie wchodzący w skład klucza głównego jest , funkcjonalnie zależny od tego klucza .

Przejście od 1NF do 2NF:

" należy określić klucz główny dla relacji w 1NF, • określić zależności funkcjonalne tej relacji, jeżeli istnieją zależności cząstkowe od klucza głównego to te atrybuty należy przenieść do nowo utworzonej relacji wraz z własnymi danymi wartościami klucza głównego.

:echy charaiŁtaryatyczne baz danych

Ha odrębnych aplikacji: i

. Każda aplikacja operuje na /l

>ddzielnym zestawie danych.

;. Niektóre dane są zapisywane do

lżytku przez wiele programów, tym

samym marnowana jest pamięć,

zwiększona łączna obj. danych a

wielokrotnie wprow. dane dotyczące

:ych samych obiektów mogą się

różnić w wyniku błędów przy

/prowadzaniu. Te same dane

opisujące te same obiekty mogą w

odrębnych zbiorach danych być

sapis. w różnych formatach, tym

samym próba wykorzystania danych

jednego programu przez inny może

>/ymagać konwersji formatu.

3. Budowa baz danych dla odr.

aplikacji charakt. się wymaganiami

stawianymi przez konkretną

aplikację. Tym samym strukt.

zbiorów danych poszcz. aplikacji

jest z reguły różna co powoduje że

jedna aplikacja nie może korzystać

bezpośrednio z danych innej

aplikacji.

4. Reprezentacja danych w zbiorach

danych utw. przy pomocy różnych

języków programowania powoduje że

dane te przy nawet jednakowym

formacie mogą być zapisywane w

pamięci w różny sposób.

5. Aplikacje zorientowane do

wykonywania konkretnych zadań mają

z reguły wbudowany zestaw funkcji i

dodanie do tych funkcji z reguły

wymaga zmiany oprogramowania i

formatu danych

Baza danych - współdzielona

kolekcja logicznie powiązanych

danych i opisu tych danych.

Kolekcja tych danych jest

projektowana dla potrzeb

przetwarzania informacji konkr.

użytkownika. Logicznie powiązane

dane zawierają opisy encji,

atrybutów oraz zależności pom.

poszczególnymi encjami.

Język definicji danych (DDL)

pozwala na wyspecyfikowanie typów

danych, struktur danych i wszelkich

ograniczeń stawianych danym.

Wszystkie specyfikacje są

przechowywane w bazie danych.

Język manipulacji danymi (DML)

stanowi narzędzie do dostępu do

danych, wyszukiwania potrzebnych

danych i przetwarzania ich.

Cechy baz danych:

1. Kontrolowany dostęp do danych;

• system zabezpieczeń,

• system kontroli interaktywnych

danych,

• system odtwarzania stanu bazy

w przypadku wystąpienia awarii,

• katalog danych dostępny dla

użytkownika.

2. Bazy danych oferują mechanizm

perspektywy - narzędzie do

przetwarzania danych w taki sposób,

jaki jest potrzebny.

3. Poprawnie zaprojektowane systemy

baz danych umożliwiają modyfikację

struktury danych bez utraty danych.

Rodzaje użytkowników baz danych

(role);

1. Administratorzy bazy danych:

• definiowanie struktury bazy

danych,

• nadzór nad jej eksploatacją,

• przydzielanie uprawnień jej

użytkownikom,

• odtwarzanie stanu bazy danych

sprzed awarii,

• systeniAtyc-- , óo'"-..y» -"' -

kopii rezerwowych bazy danych.

2. Projektanci bazy danych:

• odpowiedzialni za wykonanie

projektu który może mieć 2 rodzaje:

projekt logiczny (opis wszystkich

obiektów, atrybutów, zakresy

wartości atrybutów) oraz projekt

fizyczny.

3. Programiści systemu bazy danych:

• tworzą projekty i programują

procedury dostępu do danych.

• projektują interface

użytkownika, oprogramowują temat

raportów.

4. Użytkownicy końcowi:

• użytkownicy naiwni,

Związki^w bazie danych oprócz

wartości atrybutów dla <

poszczególnych cnej i zapisuje się

:akże informacje o łączących je

wiązkach. Związki mogą mieć

ównież swoje atrybuty. Związki

ystepuja jako zw. o różnych

topniach. Stopniem związku

nazywamy liczbę encji powiązanych w

ramach związku.

Ograniczania strukturalne dla

związków:

• ogr. związane z liczbą

możliwych związków dla każdej z

encji. Większość praktycznie

spotykanych związków to związki

binarne (łączące 2 typy endi. przy

czym mogą one występować jak;

związki typu 1:1, 1:M, M: l, M:N),

• ograniczenie które mówi o tym

czy istnienie encji występującej w

danym związku zależy od istnienia

drugiej encji z nią powiązanej.

W budowie modeli logicznych mogą

pojawić się tzw. pułapki zw. z

powiązaniami. Najczęściej biorą się

one z niejasnego określenia

rodzajów powiązań. Rodzaje

problemów:

• anomalia typu wachlarz -

występują gdy model opisuje

powiązania pomiędzy poszczególnymi

typami encji ale ścieżka która

łączy poszczególne krotki jest

nieokreślona,

• anomalia typu luka - gdy model

sugeruje istnienie powiązania

pomiędzy poszcz. grupami encji, ale

pomiędzy konkretnymi krotkami nie

ma jednoznacznej drogi przejścia.

Modela systemów baz danych:

1. Model sieciowy :

• składa się z: rekord, grupa

powtórzeniowa, wektor, dane

elementarne, oraz dowolne wiązania

pomiędzy poszcz. elementami,

• wyst. rekordy różnych typów

oraz powiązania między nimi,

• użytkowanie tak zorganizowanej

bazy danych polega na swobodr.y^.

poruszaniu się po sieci i

wyławianiu danych.

2. Model relacyjny (SZRBD):

• skł. się z dwuwymiarowych

tablic z których każda zawiera dane

elementarne i rekordy,

• w ramach tabeli wyst.

jednakowe typy rekordów,

• nie ma żadnych informacji o

wiązaniach między rekordami różnych

typów,

• można posługiwać się wieloma

tabelami.

! Podstawowe pojęcia modelu

sieciowego:

dana elementarna,

wektor,

grupa powtórzeniowa,

rekord,

wiązania

Typy wiązań:

• 1-1 - jedno jednoznaczne,

• 1-N - jedno wieloznaczne,

• N-l - wielo jednoznaczne,

" N-N - wielo wieloznaczne.

Koleiccja - ważne pojęcie sieciowych

baz danych, jej zadaniem jest

odzwierciedlenie powiązań 5:N

pomiędzy typami rekordów. Tvpv

kolekcji:

• jednostkowe,

• rekurencyj ne.

Relacyjna baza danych to baza w

której zależności między danymi są

zapisane w postaci relacji.

Pociatawowe pojęcia: 5i

relacja - dwuwymiarowa tablica^

jako sposób przedstawienia danych,

• elementy relacji - wiersze

tablicy,

• krotki - elementy relacji,

• atrybut - kolumna relacji,

• stopień tabeli - liczba kolumn

w tabeli,

• liczebność tabeli - liczba

wierszy w tabeli,

l• encja - rzecz, która w

' organizacji jest reprezentowana

• jako rzecz istniejąca niezależnie i

l jednoznacznie zdefiniowana, może

\ być: obiektem, zdarzeniem,

! pojęciem.

i

\ ; Normalizacja - jej celem jest

j |opracowanie logicznego modelu bazy

^ j relacyjnet zawierającego dokładny

| opis danych, pc^i^za^ i oc^r^cze:..

' Dla osiągnięcia tego celu należy

'•'. zaprojektować stosowny zbiór

relacji.

Technika normalizacji została

: zaprojektowana przez Coda/Colda(?)

w 1972 r.

Normalizacja składa się z szeregu

testów , dla których spełnienia

często konieczne jest podział

relacji na relację składową.

Najczęściej spotykanymi postaciami

normalnymi są postacie 1-5 (1NF,

2NF, 3NF, 4NF - Boyce-Coda, 5NF).

Wyróżnienie poszczególnych postaci

normalnych prowadzi się drogą

analizy zależności funkcjonalnych

występujących relacji. Tym samym w

każdym przypadku relacyjnej bazy

danych niezbędne jest określenie

•zbioru atrybutów (relacji) oraz

, zależności funkcjonalnych pomiędzy

i tymi atrybutami. Normalizacja

relacji ma na celu zabezpieczenie

bazy danych przed wystąpieniem

anomalii.

Jednym z głównych celów projektu

bazy danych jest takie grupowanie

atrybutów w relacje, aby

zminimalizować redundancję.

Redundancja - zapis tych samych

danych w różnych' relacjach.

W przypadku podziału relacji na

rodzaje składowe unikamy zapisu

tych samych atrybutów z wyjątkiem

atrybutów kluczowych, niezbędnych

dla identyfikacji poszczególnych

krotek danej relacji.

Typy anomalii;

• wstawiania - przy redundancji

danych konieczne jest zapisanie

tych samych danych w wielu

miejscach bazy danych,

• usuwania - wymagają

przejrzenia wszystkich relacji w

których może pojawić się

informacja usuwanego typu,

• modyfikacji.

Cele stosowania normalizacji:

• bezstratna możliwość łączenia

danych z różnych relacji

składowych,

• wykorzystanie informacji o

powiązaniach pomiędzy

poszczególnymi atrybutami i

zachowanie ich w relacjach

składowych.

Zależność funkcjonalna opisuje

^; związki pomiędzy atrybutami. Żal.

' funkc. Mogą być różnych typów, w

. szczególności mogą być

:wielowarstwowe.

;uwaga: W każdym przypadku

określanie 7?>.leżności funkcjonalnej

•.» '"łii-t"-' «"»"! •>.—-• ^ •.iypi»'»a '"lon^ »^»n<»nr>

Proces normalizacji Jest to formalnie technika, która ma na celu analizowanie klucza głównego

danej relacji i zależności

funkcjonalnych tej relacji.

Normalizację prowadzi się w szeregu

bloków osiągając kolejno postacie

normalne o specyficznych

własnościach. W miarę postępu

normalizacji format danych staje

j się coraz bardziej precyzyjny i

dane są coraz mniej wrażliwe na

anomalia.

Postać nieznormalizoyana to tabela

która zawiera jedną lub więcej

powtarzających się grup. Tworzenie

takiej tabeli polega na zbieraniu

informacji z dostępnych źródeł i

zapisu ich w postaci wierszy i

kolumn.

Wymagania stawiane gygteroom baz

danych:

" wszyscy użytkownicy musza mieć

zagwarantowany jednoczesny dostęp

do danych,

• widok (perspektywa)

konkretnego użytkownika musi być

niezależny od zmian wprow. w

perspektywach innych użytkowników,

• użytkownicy nie musza znać

szczegółowego zapisu danych w

pamięci komputera,

" bazy danych powinny pozwalać

na zmianę struktury zapisywanych

^nych bez utraty danych,

• baza danych powinna pozwalać

na zmiany swojej struktury

fizycznej bez zmian w strukturze

logicznej.

Wszystkie te wymagania spełnia

trójpoziomowa struktura ansi-sparc:

• poziom zewnętrzny - sposób

widzenia bazy danych przez

użytkownika, opisuje tą część bazy

danych, do której użytkownik ma

dostęp,

" poziom pojęciowy - opisuje

zawartość bazy danych, mówi o tym

jakie dane są w baz^e danych,

• poziom wewnętrzny - fizyczna

reprezentacja danych w systemie

komputerowym, opisuje sposób zapisu

danych w pamięci komputera.

• niezależność logiczna danych,

• możliwość zmiany poziomu

pojęciowego (dodawanie i usuwanie

encji oraz ich atrybutów),

• nie wymaga zmian na poziomie

zewnętrznym.

Do tworzenia systemów baz danych

korzysta się często z języków 4.

generacji. Języki takie posiadają:

" języki do budowy zapytań,

• generatory raportów,

• gen. formularzy,

• gen. grafiki,

• gen. aplikacji.

Model danych —zbiór pojęć

używanych do opisu danych, powiązań

pomiędzy danymi, oraz ograniczeń

nakładanych na dane.

Systemy baz danych budowane są z

wykorzystaniem następujących

architektur:

• hierarchicznej,

• sieciowej,

" relacyjnej,

• obiektowej.

Encja - obiekt lub pojęcie które

dla potrzeb baz danych uznano za

niezależny byt. Typy encji:

• słaby - zależny od istnienia

innej encji,

• nocny - nie zależy od innych

encji.

Atrybut jest własnością encji lub

związku. Typy atrybutów:

• proste,

• złożone (skł. się z wielu

niezależnych składników).

---