Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2013 в 16:26, курсовая работа
Речной порт – комплекс сооружений, расположенных на земельном участке и акватории внутренних водных путей, обустроенных и оборудованных в целях обслуживания пассажиров и судов, погрузки, выгрузки, приёма, хранения и выдачи грузов, взаимодействия с другими видами транспорта
Строгое изложение теории реляционных баз данных (реляционной модели данных) в современном понимании можно найти в книге К. Дж. Дейта. «C. J. Date. An Introduction to Database Systems» («Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных»).
Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель. Некоторые системы, использующие эти старые архитектуры, используются до сих пор. Кроме того, можно упомянуть об объектно-ориентированной модели, на которой строятся так называемые объектно-ориентированные СУБД (ООСУБД), хотя однозначного и общепринятого определения такой модели нет.
Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, которая потенциально может привести к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.
Процесс преобразования базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры базы данных к виду, обеспечивающему минимальную избыточность, то есть нормализация не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение объёма БД. Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в БД информации.
Целью нормализации является устранение недостатков структуры базы данных, приводящих к вредной избыточности в данных, которая в свою очередь потенциально приводит к различным аномалиям и нарушениям целостности данных.
Метод нормализации состоит в декомпозиции отношений, которые находятся в предшествующий нормальной форме, в двое ли более отношений, которые удовлетворяют требованиям следующей нормальной формы. Наиболее важные на практике нормальные формы отношений основываются на фундаментальном в теории реляционных баз данных понятии функциональной зависимости.
Каждой нормальной форме отвечает некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет присущий ей набору ограничений. Примером набора ограничений есть ограничение первой нормальной формы - значение всех атрибутов отношения атомарны. Поскольку требование первой нормальной формы есть базовым требованием классической реляционной модели данных, мы будем считать, что исходный набор отношений уже отвечает этому требованию.
Теоретики реляционных баз данных в процессе развития теории выявили и описали типичные примеры избыточности и способы их устранения. Устранение избыточности производится, как правило, за счёт декомпозиции отношений таким образом, чтобы в каждом отношении хранились только первичные факты (то есть факты, не выводимые из других хранимых фактов).
В теории реляционных баз данных обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:
Основные свойства нормальных форм:
Первая нормальная форма (1NF)
Отношение находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда в любом допустимом значении отношения каждый его кортеж содержит только одно значение для каждого из атрибутов.
В реляционной модели отношение всегда находится в первой нормальной форме по определению понятия отношение. Что же касается таблиц в существующих реляционных СУБД (SQL-СУБД), то они могут не быть правильными отношениями и, соответственно, не находиться в 1NF.
Вторая нормальная форма (2NF)
Таблица находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме, и при этом любой её атрибут, не входящий в состав первичного ключа, функционально полно зависит от первичного ключа. Функционально полная зависимость означает, что атрибут функционально зависит от всего первичного составного ключа, но при этом не находится в функциональной зависимости от какой-либо из входящих в него атрибутов(частей). Или другими словами: в 2NF нет неключевых атрибутов, зависящих от части составного ключа (+ выполняются условия 1NF).
Другими словами, таблица находится в второй нормальной форме тогда и только тогда, если она находится в первой нормальной форме и нет неключевых атрибутов, которые зависят от части сложного ключа. Для устранения частичной зависимости от составленного ключа и перевода в друге нормальную форму необходимо, используя операцию проекции разложить его на несколько таблиц таким образом:
Третья нормальная форма (3NF)
Согласно определению Кодда, таблица находится в 3НФ тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:
Таким образом, отношение находится в 3NF тогда и только тогда, когда оно находится во 2NF и отсутствуют транзитивные зависимости неключевых атрибутов от ключевых. Транзитивной зависимостью неключевых атрибутов от ключевых называется следующая: A → B и B → C, где A - набор ключевых атрибутов (ключ), B и С - различные множества неключевых атрибутов.
При решении практических задач в большинстве случаев третья нормальная форма является достаточной. Процесс проектирования реляционной базы данных, как правило, заканчивается приведением к 3NF.
Нормальная форма Бойса — Кодда (BCNF)
Это модификация третьей нормальной формы (в некоторых источниках именно 3NF называется формой Бойса — Кодда).
Таблица находится в BCNF, если она находится в 3NF, и при этом отсутствуют функциональные зависимости атрибутов первичного ключа от неключевых атрибутов. Таблица может находиться в 3NF, но не в BCNF, только в одном случае: если она имеет, помимо первичного ключа, ещё по крайней мере один возможный ключ. Все зависимые от первичного ключа атрибуты должны быть потенциальными ключами отношения. Если это условие не выполняется, для них создаётся отдельное отношение. Чтобы сущность соответствовала BCNF, она должна находиться в третьей нормальной форме. Любая сущность с единственным возможным ключом, соответствующая требованиям третьей нормальной формы, автоматически находится в BCNF.
Четвёртая нормальная форма (4NF)
Таблица находится в 4NF, если она находится в BCNF и не содержит нетривиальных многозначных зависимостей. Многозначная зависимость не является функциональной, она существует в том случае, когда из факта, что в таблице содержится некоторая строка X, следует, что в таблице обязательно существует некоторая определённая строка Y. То есть, таблица находится в 4NF, если все ее многозначные зависимости являются функциональными.
Пятая нормальная форма (5NF)
Таблица находится в 5NF, если она находится в 4NF и любая многозначная зависимость соединения в ней является тривиальной. Пятая нормальная форма в большей степени является теоретическим исследованием и практически не применяется при реальном проектировании баз данных. Это связано со сложностью определения самого наличия зависимостей «проекции — соединения», поскольку утверждение о наличии такой зависимости должно быть сделано для всех возможных состояний БД.
Доменно-ключевая нормальная форма (DKNF)
Отношение в ДКНФ не имеет аномалий модификации. Другими словами, что бы ни менялось — ничего не потеряется, если соблюдены все ограничения относительно ключей и доменов. Формулировка слишком общая, но суть ее заключается в том, что если выполнять некоторые правила, то при любых действиях с таблицей ее целостность не пострадает и вся необходимая информация сохранится. Если рассматривать на примере, то правила действуют примерно так: нельзя просто удалить категорию из таблицы категорий, если с этой категорией связаны, например, продукты из таблицы продуктов. Прежде чем удалять категорию, необходимо выполнить предварительные действия в таблице продуктов (например, поле отвечающее за id категории этого товара нужно сделать NULL).
Шестая нормальная форма (6NF)
Таблица находится в 6NF, если она находится в 5NF и удовлетворяет требованию отсутствия нетривиальных зависимостей. Зачастую 6NF отождествляют с DKNF.
3.2 Проектирование базы данных
В данном проекте база данных приведенная к третьей нормальной форме Бойса-Кодда. Нормальная форма призвана обеспечить создание отношений таким образом, чтобы минимизировать чрезмерность данных и избавиться от разного вида аномалий, то есть ситуаций в таблицы, которые приводят к возникновению противоречий в базы данных. Нормализация основана на понятии функциональной зависимости атрибутов отношения. Исходной точкой есть представление предметной области в виде одного или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования вырабатывается некоторый набор схем отношений, которые владеют лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма имеет лучшие свойства, чем предшествующая.
Прежде чем приступить к созданию базы данных, необходимо четко представить себе ее структуру: перечень таблиц, их поля и свойства. Запись должна исчерпывающе описывать объект в контексте поставленной задачи. Важно также определить ограничения, накладываемые на значения полей.
Основными конструктивными элементами инфологических моделей есть сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).
Сущность - любой заметный объект (объект, что мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо сохранять в базы данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, которые выступают как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром - Москва, Киев и т.д.
Атрибут - поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальной для конкретного типа сущности, но может быть одинаковой для разного типа сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей: собака, автомобиль, дым и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана про сущность. Примерами атрибутов для сущности автомобиль есть тип, марка, номерной знак, цвет и т.д. Здесь также существует расхождение между типом и экземпляром. Тип атрибута цвет имеет много экземпляров или значений: Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д., однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.
Абсолютного расхождения
между типами сущностей и атрибутами
нет. Атрибут есть таким только в
связи с типом сущности. В другом
контексте атрибут может
Ключ - минимальный набор атрибутов, за значениями которых можно однозначно найти необходимый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не разрешает идентифицировать сущность по что остались.
Связь - ассоциирование двух ли более сущностей. Если бы назначением базы данных было только сохранение отдельных, не связанных между собою данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных - это обеспечения возможности отыскание одних сущностей за значениями других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А потому что в реальных базах данных нередко помещаются сотни ли даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого великого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.