Організація баз даних та знань -1

Содержание

Слайд 2

Лекція 3/1. Функціональні залежності в реляційній моделі даних. Учбові питання лекції:

Лекція 3/1. Функціональні залежності в реляційній
моделі даних.

Учбові питання лекції:

Вступ.
1.

Основні поняття.
2. Аксіоматика функціональних залежностей.
3. Логічне виведення функціональних залежностей.

1. Пасічник В.В., Резніченко В.А. Організація баз даних та знань. – К.: Видавнича група BHV, 2006. – 384 с.
2. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование. 2-е изд. перераб. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 528 с.
3. Базы данных: лабораторных практикум. [Электронный ресурс]. Составитель И.Е. Агапов. – Воронеж, 2005. – 91 с.
4. Андон Ф., Резниченко В. Язык запросов SQL. Учебный курс. – СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2006. – 416 с.: ил.
5. Зубрилина Т.В., Юрьев В.Н. Базы данных. Проектирование реляционных баз и хранилищ данных с использованием CASE-технологий:Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. 44с.
6. Маклаков СВ. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: Диалог - МИФИ, 2000.
7. Новожилова М.В., Резнікова С.Ю., Інформаційна безпека систем управління базами даних: Навчальний посібник. – Харків:ХДТУБА, 2004. – 185 с.
8. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб:

Л і т е р а т у р а:

Слайд 3

Реляційна модель Структура даних Маніпулювання даними Цілісність даних

Реляційна модель

Структура даних

Маніпулювання
даними

Цілісність
даних

Слайд 4

Структура даних Атрибути Степень Кардинальність Кортежи Первинний ключ РК FIO Year Job Chair Домени Ві дношення

Структура даних

Атрибути

Степень

Кардинальність

Кортежи

Первинний ключ

РК

FIO

Year

Job

Chair

Домени

Ві
дношення

Слайд 5

Терміни описання структури таблиці

Терміни описання структури таблиці

Слайд 6

Домен (тип даних) Визначені системой: INTEGER CHAR BOOLEAN Визначені користувачем: FIO Job Chair

Домен (тип даних)

Визначені
системой:
INTEGER
CHAR
BOOLEAN

Визначені
користувачем:
FIO
Job
Chair

Слайд 7

Відношення - множина доменів Відношення = заголовок + тіло - кортеж

Відношення

- множина доменів

Відношення = заголовок + тіло

- кортеж

Слайд 8

Властивості відношень Не содержит одинаковых кортежей Кортежи не упорядочены в направлении

Властивості відношень

Не содержит одинаковых кортежей
Кортежи не упорядочены в направлении

сверху вниз
Атрибуты не упорядочены слева направо
Каждый кортеж содержит ровно одно значение для каждого атрибута
Слайд 9

Реляционная алгебра. Обзор операций

Реляционная алгебра. Обзор операций

Слайд 10

U - Об'єднання

U - Об'єднання

Слайд 11

∩ - Перетин

∩ - Перетин

Слайд 12

\ - Різниця

\ - Різниця

Слайд 13

× - Добуток = ×

× - Добуток

 

=

×

Слайд 14

σF - Вибірка Chair = 22 (Chair = 24) AND (Year

σF - Вибірка

Chair = 22

(Chair = 24) AND
(Year < 1970)

Слайд 15

↓ - Проекція

↓ - Проекція

Слайд 16

׀׀ - Обʼєднання

׀׀ - Обʼєднання

 

Слайд 17

Ділення Делимое Посредник Делитель

Ділення

Делимое Посредник Делитель

Слайд 18

Цілісність даних Классификация ограничений целостности Ограничения типа (домена) – перечень допустимых

Цілісність даних

Классификация ограничений целостности

Ограничения типа (домена) – перечень допустимых значений

типа
Ограничения атрибута – объявление о том, что определенный атрибут имеет определенный тип
Ограничения отношения – допустимые значения для данного отношения
Ограничения базы данных – взаимосвязи между отношениями
Слайд 19

12 правил Кодда Правило информации Правило гарантированного доступа Правило поддержки недействительных

12 правил Кодда

Правило информации
Правило гарантированного доступа
Правило поддержки недействительных значений


Правило динамического каталога, основанного на реляционной модели
Правило исчерпывающего подъязыка данных
Правило обновления представлений
Правило добавления, обновления и удаления
Правило независимости физических данных
Правило независимости логических данных
Правило независимости условий целостности
Правило независимости распространения
Правило единственности
Слайд 20

Слайд 21

Функциональная зависимость Функциональная зависимость описывает связь между атрибутами отношения: если в

Функциональная зависимость

Функциональная зависимость описывает связь между атрибутами отношения: если в

отношении R, содержащем атрибуты A и B, атрибут B функционально зависит от атрибута A, то каждое отдельное значение атрибута A связано только с одним значением атрибута B (причем в качестве A и B могут выступать группы атрибутов).
A - детерминант функциональной зависимости.

A→В

Сотрудник→Должность

«Еремеев В.К.»→ «Профессор»

A→B, B→C - атрибут C связан транзитивной зависимостью с атрибутом A через атрибут B

A→B является полной, если удаление какого-либо атрибута из группы атрибутов A приводит к потере этой зависимости

A→B является частичной, если в группе атрибутов A есть один или несколько атрибутов, при удалении которых эта зависимость сохраняется

Слайд 22

Многозначная зависимость: Фрагмент таблицы «Прием экзаменов (зачетов)» если для каждого значения

Многозначная зависимость:

Фрагмент таблицы «Прием экзаменов (зачетов)»

если для каждого значения одного

атрибута существует хорошо определенное множество соответствующих значений второго атрибута.
Слайд 23

Нормальные формы Таблица находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и

Нормальные формы

Таблица находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и

только тогда, когда в любом допустимом значении этой таблицы каждая ее строка содержит только одно значение для каждого атрибута (столбца).
Сессия (ФИО студента, Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, Оценка, ФИО преподавателя, Должность)
Таблица находится во второй нормальной форме (2НФ), если она удовлетворяет определению 1НФ и все ее атрибуты столбцы), не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом.
Сессия (ФИО студента, Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, Оценка, ФИО преподавателя, Должность)
Слайд 24

Нормальные формы Таблица находится в третьей нормальной форме (3НФ), если она

Нормальные формы

Таблица находится в третьей нормальной форме (3НФ), если она удовлетворяет

определению 2НФ и ни один из ее не ключевых атрибутов не связан функциональной зависимостью с любым другим не ключевым атрибутом.
Сессия (ФИО студента, Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, Оценка, ФИО преподавателя, Должность)
Таблица находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК) тогда и только тогда, когда любая функциональная зависимость между ее атрибутами сводится к полной функциональной зависимости от возможного первичного ключа.
Слайд 25

Нормальные формы Полной декомпозицией таблицы называют такую совокупность произвольного числа ее

Нормальные формы

Полной декомпозицией таблицы называют такую совокупность произвольного числа ее проекций,

соединение которых полностью совпадает с содержимым таблицы.
Слайд 26

Нормальные формы Таблица находится в пятой нормальной форме (5НФ) тогда и

Нормальные формы

Таблица находится в пятой нормальной форме (5НФ) тогда и только

тогда, когда в каждой ее полной декомпозиции все проекции содержат возможный ключ. Таблица, не имеющая ни одной полной декомпозиции, также находится в 5НФ.
Четвертая нормальная форма (4НФ) является частным случаем 5НФ, когда полная декомпозиция должна быть соединением ровно двух проекций. На практике не просто подобрать реальную таблицу, которая находилась бы в 4НФ, но не была бы в 5НФ.
Слайд 27

Нормализация – это процесс последовательной замены таблицы ее полными декомпозициями до

Нормализация – это процесс последовательной замены таблицы ее полными декомпозициями до

тех пор, пока все они не будут находиться в 5НФ

Процедура нормализации:
в таблице единственными функциональными зависимостями должны быть зависимости вида
А→K
K - первичный ключ,
А - некоторый атрибут

Слайд 28

шаг 1 (К1,К2) - PK; А = F(К2); Т(К2, А); К2

шаг 1

(К1,К2) - PK;
А = F(К2);

Т(К2, А);
К2 – PK;
А -

удалить из первоначальной таблицы.

Сессия (ФИО студента, Дисциплина, Семестр,
Форма отчетности, Кол-во часов, Оценка,
ФИО преподавателя)

Учебный план (Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, ФИО преподавателя)
Сессия (ФИО студента, Дисциплина, Семестр,
Форма отчетности, Оценка)

Учебный план (№ Уч. план, Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, ФИО преподавателя)
Сессия (ФИО студента, № Уч. план, Оценка)

Слайд 29

шаг 2 Учебный план (Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, ФИО

шаг 2

Учебный план (Дисциплина, Семестр, Форма отчетности,
Кол-во часов, ФИО преподавателя, Должность)

Учебный

план (Дисциплина, Семестр, Форма отчетности, Кол-во часов, ФИО преподавателя)
Кадровый состав (ФИО преподавателя,
Должность)

Учебный план (Дисциплина, Семестр, Форма отчетности,
Кол-во часов, № преподавателя)
Кадровый состав (№ преподавателя, ФИО преподавателя, Должность)

К – PK
А1 = F(K)
А2 = F(A1)

Т(А1, А2);
А1 – PK;
А2 - удалить из первоначальной таблицы.

Слайд 30

Получение реляционной схемы из ER-диаграммы 1. Каждая простая сущность превращается в

Получение реляционной схемы из ER-диаграммы

1. Каждая простая сущность превращается в

таблицу (отношение). Имя сущности становится именем таблицы.
2. Связь «многие ко многим» рассматривается как сущность-связь и превращается в таблицу (отношение).
3. Каждый атрибут становится возможным столбцом с тем же именем.
4. Компоненты уникального идентификатора сущности превращаются в первичный ключ. Если имеется несколько возможных уникальных идентификатора, выбирается наиболее используемый.
5. Связи «многие к одному» и «один к одному» становятся внешними ключами. Т.е. делается копия уникального идентификатора с конца связи «один», и соответствующие столбцы составляют внешний ключ.
6. Индексы создаются для первичного ключа (уникальный индекс), а также внешних ключей и тех атрибутов, которые будут часто использоваться в запросах.