Проектирование структуры базы данных информационной системы «Электронный консультант»

Для функционирования БД необходимо создать схему взаимодействия данных [5,8]. Здесь должна учитываться не избыточность и целостность данных, что обеспечивается нормализацией базы данных.

Выделяют следующую основную последовательность нормальных форм:

первая нормальная форма (1НФ);

вторая нормальная форма (2НФ);

третья нормальная форма (ЗНФ);

усиленная третья нормальная форма, или нормальная форма Бойса-Кодда (БКНФ);

четвертая нормальная форма (4НФ);

Первая нормальная форма. Отношение находится в 1НФ, если все его атрибуты являются простыми (имеют единственное значение). Исходное отношение таким образом, чтобы оно было в 1НФ.

Перевод отношения в следующую нормальную форму осуществляется путем «декомпозиции без потерь». Такая декомпозиция должна обеспечить то, что запросы (выборка данных по условию) к исходному отношению и к отношениям, получаемых в результате декомпозиции, дадут одинаковый результат.

Вторая нормальная форма. Отношение находится в 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от первичного ключа (составного).

Для устранения частичной зависимости и перевода отношения в 2НФ необходимо, используя операцию проекции, разложить его на несколько отношений следующим образом:

построить проекцию без атрибутов, находящихся в частичной функциональной зависимости от первичного ключа;

построить проекции на части составного первичного ключа и атрибуты, зависящие от этих частей.

Для дальнейшего совершенствования отношения необходимо преобразовать его в ЗНФ.

Отношение находится в ЗНФ, если оно находится в 2НФ и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Существует и альтернативное определение. Отношение находится в ЗНФ в том и только в том случае, если все неключевые атрибуты отношения взаимно независимы и полностью зависят от первичного ключа.

Усиленная ЗНФ или нормальная форма Бойса-Кодда (БКНФ).

Отношение находится в БКНФ, если оно находится в ЗНФ и в нем отсутствуют зависимости ключей (атрибутов составного ключа) от не ключевых атрибутов.

Четвертая нормальная форма.

Отношение R находится в четвертой нормальной форме (4НФ) в том и только в том случае, когда существует многозначная зависимость А=>В, а все остальные атрибуты R функционально зависят от А.

Для функционирования БД необходимо обеспечить целостность данных. Под целостностью понимают свойство базы данных, означающее, что она содержит полную, непротиворечивую и адекватно отражающую предметную область информацию.

Различают физическую и логическую целостность [5]. Физическая целостность означает наличие физического доступа к данным и то, что данные не утрачены. Логическая целостность означает отсутствие логических ошибок в базе данных, к которой относятся нарушение структуры БД или ее объектов, удаление или изменение установленных связей между объектами. В дальнейшем речь будем вести о логической целостности.

Поддержание целостности БД включает проверку (контроль) целостности и ее восстановление в случае обнаружения противоречий в базе. Целостное состояние БД задается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные.

Среди ограничений целостности можно выделить два основных типа ограничений: ограничения значений атрибутов отношений и структурные ограничения на кортежи отношений.

Таблица — это основная единица хранения информации в системе. Таблицы в базе данных хранят все пользовательские данные. Кроме того, в системе есть специальные таблицы, к которым в обычных условиях пользователи доступа не имеют или имеют его только на чтение. Это системные таблицы, в которых описана логическая структура всей СУБД, в частности, содержатся параметры пользователей, их права доступа, структуры пользовательских таблиц, тексты сохраненных процедур, триггеров.

Данные в таблице хранятся в строках и столбцах. Каждый столбец имеет свое имя и присвоенный столбцу тип данных. Данные в столбце могут быть только одного типа.

На основе исходных данных была разработана ER-диаграмма базы данных системы «Каталог товаров» (рис. 3.5), в которой указаны таблицы базы данных, связи между ними, первичные и вторичный ключи.

Рисунок 3.5 — Модель базы данных проектируемой системы Для ER-диаграммы необходимо составить подробную таблицу типов данных, в ней указаны таблицы, атрибуты таблиц, типы и размеры данных и описание атрибутов.

Таблица 3.6 — Даталогическая модель данных. Спецификации.