Практическая работа

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

Тема: Определение форм отношений

Цель: Получение практических навыков проектирования таблиц с использованием метода нормальных форм

Теоретическая информация

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

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

Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, используемое для иллюстрации мето­да, имеет составной ключ ФИО, Предм, Группа и находится в 1НФ, поскольку все его атрибуты простые.

В этом отношении можно выделить частичную зависи­мость атрибутов Стаж, Д_Стаж, Каф, Должн, Оклад от ключа - указанные атрибуты находятся в функциональной зависимости от атрибута ФИО, являющегося частью составного ключа.

Эта частичная зависимость от ключа приводит к следующему:

1. В отношении присутствует явное и неявное избыточное дублирование данных, например: повторение сведений о стаже, должности и окладе преподавателей, проводящих занятия в нескольких группах и/или по разным предметам; повторение сведений об окладах для одной и той же должности или о надбавках за одинаковый стаж.

2. Следствием избыточного дублирования данных является проблема их редакти­рования. Например, изменение должности у преподавателя потребует просмотра всех кортежей отношения и внесения изменений в те из них, которые со­держат сведения о данном преподавателе.

Часть избыточности устраняется при переводе отношения во второй нормальной форме (2НФ).

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. В результате получим два отношения R1 и R2 в 2НФ (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Пример перехода исходного отношения в 2НФ

В отношении R1 первичный ключ является составным и состоит из атрибутов ФИО. Предм, Группа. Напомним, что данный ключ в отношении R1 получен в предположении, что каждый преподаватель в одной группе по одному предмету может либо читать лекции, либо проводить практические занятия. В отношении R2 ключ ФИО.

Исследование отношений R1 и R2 показывает, что переход к 2НФ позволил ис­ключить явную избыточность данных в таблице R1 - повторение строк со сведения­ми о преподавателях. В R2 по-прежнему имеет место неявное дублирование данных.

Для дальнейшего совершенствования отношения необходимо преобразовать его в третьей нормальной форме (3НФ).

Третья нормальная форма.

Определение 1. Отношение находится в ЗНФ, если оно находится в 2НФ, и каж­дый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Существует и альтернативное определение.

Определение 2. Отношение находится в ЗНФ в том и только в том случае, если все неключевые атрибуты отношения взаимно независимы и полностью зависят от пер­вичного ключа.

Если в отношении R1 транзитивные зависимости отсутствуют, то в отношении R2 они есть:

ФИО ->Должн->Оклад, ФИО->Oклад->Должн, ФИО->Стаж->Д_Стаж

Транзитивные зависимости также порождают избыточное дублирование информации в отношении. Устраним их. Для этого, используя операцию проекции на атрибуты, являю­щиеся причиной транзитивных зависимостей, преобразуем отношение R2, получив при этом отношения R3, R4 и R5, каждое из которых находится в ЗНФ. Графически эти отношения представлены на Рисунке 2. Заметим, что отношение R2 можно преобразовать по-другому, а именно: в отношении R3 вместо атрибута Должн взять атрибут Оклад.

Рисунок 2 – Представление 3НФ

Задание: Необходимо спроектировать БД, содержащую некоторые сведе­ния, представленные в виде группы представленных ниже атрибутов. Шесть первых атрибутов являются обязательными для всех вариантов, остальные определяются порядковым номером студента в списке журнала (Таблица 1). Приведенные атрибуты характеризуют некоторую группу людей и позволя­ют с учетом их профессиональной деятельности рассчитать денежное содержа­ние.

Состав атрибутов:

1  FIO - фамилия и инициалы;

2  God - год рождения;

3  Dolgn - должность занимаемая;

4  0_Dolgn - оклад по должности;

5  Stag - стаж работы;

6  D_Stag - надбавка за стаж (свыше 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 лет);

7  Udal - удаленность (средняя, большая, очень большая);

8  D_Udal - надбавка за удаленность;

9  Slogn - сложность (средняя, высокая, очень высокая);

10  D_Slogn - надбавка за сложность;

11  Vredn - вредность (по категориям: 1, 2, 3, 4, 5);

12  D_Vredn - надбавка за вредность;

13  Clasn - классность (мастер, первая, вторая, третья);

14  D_ Clasn - надбавка за классность;

15  U_Zvan - ученое звание (доцент, профессор);

16  D_Uzvan - надбавка за ученое звание;

17  U_Step - ученая степень (ктн, дтн);

18  D_UStep - надбавка за ученую степень;

19  Zvanie - воинское звание (мл. лейтенант, лейтенант, ст. лейтенант, капитан, майор, подполковник, полковник);

20  D _Zvanie - надбавка за воинское звание.

Необходимо в соответствии с номером варианта:

1  Составить исходное отношение в 1НФ

2  Выявить зависимости между атрибутами отношения

3  Перевести исходное отношение к 3НФ

4  Определить ключевые поля в отношениях, основные и дополнительные таблицы, поля связи, типы связей

Таблица 1- Распределение атрибутов по вариантам

Вариант

Номер атрибута

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

*

*

*

*

2

*

*

*

*

3

*

*

*

*

4

*

*

*

*

5

*

*

*

*

6

*

*

*

*

7

*

*

*

*

8

*

*

*

*

9

*

*

*

*

*

*

10

*

*

*

*

11

*

*

*

*

12

*

*

13

*

*

*

*

14

*

*

*

*

15

*

*

*

*

16

*

*

*

*

17

*

*

*

*

18

*

*

*

*

19

*

*

*

*

20

*

*

*

*

21

*

*

*

*

22

*

*

*

*

23

*

*

*

*

24

*

*

*

*

25

*

*

*

*

26

*

*

*

*

27

*

*

*

*

28

*

*

*

*

Содержание отчета

1  Тема

2  Цель

3  Ход работы

3.1  Схема исходного отношения

3.2  Выявленные зависимости между атрибутами исходного отношения

3.3  Полученные отношения в 3НФ

3.4  Обозначенные ключевые поля, поля связи, типы связей

4  Вывод

Контрольные вопросы

1  Понятие 1НФ

2  Перевод отношения 2НФ

3  Перевод отношения 3НФ

4  Виды аномалий

5  Виды зависимостей атрибутов