Задачи для самостоятельного решения 45 Литература 57
| Вид материала | Литература |
- Задачи и их решение Стандартные и нестандартные задачи Задачи «на работу» Задачи «на, 157.13kb.
- Задачи для самостоятельного решения 38., 17.68kb.
- Методические указания к лабораторной работе, 84.19kb.
- Рабочая программа: Примерная тематика рефератов, творческих и научно-исследовательских, 51.5kb.
- Каждое задание оценивается по 100-бальной системе. Итоговая оценка вычисляется как, 344.01kb.
- Задачи дисциплины, 575.66kb.
- Учебное пособие. 2-е изд., испр, 107.26kb.
- Литература: Оптимизационные задачи в экономике, 218.07kb.
- Задачи для самостоятельного решения, 91.56kb.
- Аннотации, ключевые слова, литература сведения, 471.81kb.
Основные понятия и определения
Введем основные понятия и определения, которые нам понадобятся далее.
Сущность – объект любой природы, данные о котором хранятся в БД.
Слабая сущность – это любая сущность, чье присутствие логически зависит от другой сущности.
Экземпляр сущности – конкретное значение сущности.
Атрибут – свойство характеризующее сущность или связь между сущностями.
Ключ сущности – атрибут или группа атрибутов, используемый для уникальной идентификации экземпляра сущности.
Ключ, содержащий два или более атрибута, называется составным ключом.
При проектировании базы данных из нескольких уникальных идентификаторов сущности необходимо выбирать один, который называется первичным ключом. Прочие уникальные ключи называют ключами-претендентами.
Отношение – это двумерная таблица, обладающая следующими свойствами: строки содержат данные о сущности, столбцы содержат данные об атрибутах сущности, ячейки таблицы содержат одиночные значения, все записи в одном столбце имеют один и тот же тип, каждый столбец имеет уникальное имя, одинаковые строки отсутствуют, порядок следования строк и столбцов не важен [].
В ранее поставленной задаче можно выделить следующие сущности: Территория, Образовательное учреждение, Сотрудники, Должности, Предметы, Курсы, Награды.
В следующей таблице приводится описание некоторых из элементов данных.
| | ||||||
| № | Наименование элемента данных | Идентификатор | Описание | Спецификация | Примечание | |
| | Территория | Название_территории | | строка длиной до 30 символов | возможный ключ | |
| | Код АЕТ | Код | Уникальный номер территории | длинное целое число | Ключ | |
| | Наименование ОУ | Полное_ наименование_ОУ | | строка длиной до 250 символов | | |
| | Код образовательного учреждения | Код_ОУ | Уникальный номер образовательного учреждения | длинное целое число | Ключ | |
| | Краткое наименование ОУ | Краткое_ наименование_ОУ | | строка длиной до 50 символов | | |
| | Вид ОУ | Вид_ОУ | | строка длиной до 50 символов | | |
| | Адрес ОУ | Фактический_ адрес | | строка длиной до 250 символов | | |
| | Руководитель | ФИО_руководителя | | строка длиной до 50 символов | | |
| | Телефон ОУ | Телефон_ОУ | | маска ввода | | |
| | Электронный адрес | | | строка длиной до 50 символов | | |
После этого необходимо определить взаимосвязи, существующие между группами элементов данных. В качестве основы для формирования взаимосвязей будем использовать информационную схему, приведенную на рисунке 1 и применять следующие виды связей:
| а) 1:1 |  | (один к одному) |
| б) 1:M |  | (один ко многим) |
| в) M:М |  | (многие ко многим) |
Для построения диаграммы «сущность-связь» (ER-диаграммы) используют следующие блоки:
 | для обозначения сущностей, | |
 | для обозначения характеристик сущностей (атрибутов или элементов данных) | |
 | для представления связей между сущностями | |
 | для соединения элементов диаграммы | |
У каждой сущности выделены идентифицирующие (ключевые) атрибуты.
На следующем рисунке представлена ER-диаграмма ИС «Учителя Кубани».
ER-диаграмма позволяет осуществить формирование набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения. Будем использовать следующие правила формирования отношений.
- Каждая сущность преобразуется в отношение. Именем отношения является имя сущности, а набор элементов данных сущности становится набором атрибутов отношения. Идентифицирующие атрибуты сущности становятся первичным ключом отношения.
- Особенность реляционной модели данных состоит в том, что связь между сущностями формирует также отношение. При этом именуется отношение тем же именем, что и связь ER-диаграммы. Атрибутный состав отношения определяется, как правило, набором идентифицирующих атрибутов каждой участвующей в связи сущности, а также собственными атрибутами связи. Ключ нового отношения может быть составным (набор ключей участвующих в связи сущностей), либо новым.
- Связи между сильными и слабыми сущностями, а также связи подтип-супертип моделируются отношением, в котором атрибутный состав определяется набором ключевых атрибутов сильной сущности и всеми атрибутами слабой сущности. Именуется отношение также, как именуется слабая сущность и может иметь ключ – комбинацию ключевых атрибутов обеих сущностей [].
По ER-диаграмме, приведенной на рисунке 2, строится реляционная модель данных информационной системы «Учителя Кубани».
Можно получить следующую систему отношений.
Отношения по сущностям:
- Образовательное учреждение
| | | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Код школы | Полное наименование | Краткое наименование | Адрес | ФИО руководителя | | Телефон | | |
- Сотрудники
| | | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Код сотрудника | Фамилия | Имя | Отчество | Пол | Адрес | Педстаж | Телефон | | | |
- Территория
| | |||
| | Код АТЕ | Название территории | |
- Награды
| |
| Название награды | Примечание |
- Должность
| |
| Наименование должности | Категория |
- Предмет
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс |
Характеристиками связи между сущностями являются степень связи (1:1; 1:М; М:М) и класс принадлежности, который может быть обязательным и необязательным.
- Связи типа 1:1 и необязательный класс принадлежности для обеих сущностей.
- Каждый учитель ведет не более одного предмета, а каждый предмет ведется не более чем одним учителем (1:1)
- Некоторые учителя не ведут ни одного предмета и существуют предметы, которые не ведет ни один учитель (класс принадлежности для обеих сущностей необязательны).
- Связи типа 1:1 и обязательный класс принадлежности для обеих сущностей
- Каждый учитель ведет один предмет, а каждый предмет ведется одним учителем (1:1)
- Некоторые учителя ведут один предмет и имеются предметы, которые ведет один учитель (класс принадлежности для обеих сущностей необязательны)
- Связи типа 1:М
- Каждый учитель может вести несколько предметов, но каждый предмет ведется только одним учителем (1:М)
- Связи типа М:1
- Каждый учитель может вести один предмет, но каждый предмет может вести несколько учителей (М:1)
Примеры 3 и 4 могут иметь ряд вариантов, отличающихся классом принадлежности одной или обеих сущностей (О-О,
О-Н, Н-О, Н-Н).
- Связи типа 1:М вариант необязательный и обязательный класс сущностей соответственно
- Каждый учитель может вести несколько предметов или ни одного, но каждый предмет ведется только одним учителем (1:М)
По аналогии можно составить и остальные варианты.
- Связи типа М:М
- Каждый учитель может вести несколько предметов, а каждый предмет может вестись несколькими учителями (М:М)
Так же как и для связи 1:М, возможны варианты, отличающихся классом принадлежности одной или обеих сущностей (О-О, О-Н, Н-О, Н-Н).
- Связи типа М:М вариант обязательный и необязательный класс сущностей соответственно
- Каждый учитель ведет не менее одного предмета, а каждый предмет может вестись более чем одним учителем, но есть и такие предметы, которые никто не ведет (М:М)
Обязательное участие в связи экземпляров сущности отмечается точкой внутри изображения сущности. При необязательном участии экземпляров сущности в связи точка размещается на линии связи.
Для формирования отношений для связи между таблицами сущностей мы будем использовать следующие правила:
| У  читель |  Ведет | Предмет |
| Код учителя ФИО Дата рождения Стаж | | Код предмета Название предмета Класс |
Правило №1 (1:1, О-О): для таких сущностей формируется одно отношение, где первичным ключом будет ключ любой из двух сущностей.
| | | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж | Код предмета | Название предмета | Класс | | |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 | 111 | Алгебра | 5 | | |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 | 112 | География | 6 | | |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 | 113 | Литература | 7 | | |
Правило №2 (1:1, О-Н): для каждой сущности формируется по одному отношению с первичными ключами соответствующих сущностей. Далее к отношению, сущность которого имеет обязательный класс принадлежности, добавляется в качестве атрибута ключ сущности с необязательным классом принадлежности.
| |
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж | Код предмета |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 | 111 |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 | 112 |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 | 113 |
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс |
| 111 | Алгебра | 5 |
| 112 | География | 6 |
| 113 | Литература | 7 |
Правило №3 (1:1, Н-Н): формируется 3 отношения. Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связующим между первыми двумя, поэтому его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений.
| |
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 |
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс |
| 111 | Алгебра | 5 |
| 112 | География | 6 |
| 113 | Литература | 7 |
| |
| Код учителя | Код предмета |
| 0041100024 | 111 |
| 0041100025 | 112 |
| 0041100026 | 113 |
Правило №4 (1:М (или М:1)), класс принадлежности М-связной сущности обязательный: для таких сущностей формируется два отношения (по одному на каждую сущность), где первичными ключами являются ключи их сущностей. Кроме того, ключ односвязной сущности добавляется как атрибут в отношение, соответствующее М-связной сущности.
| |
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 |
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс | Код учителя |
| 111 | Алгебра | 5 | 0041100024 |
| 112 | География | 6 | 0041100025 |
| 113 | Литература | 7 | 0041100026 |
Правило №5 (1:М (или М:1)), класс принадлежности М-связной сущности необязательный: формируется 3 отношения. Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связным между первыми двумя (его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений).
| |
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 |
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс |
| 111 | Алгебра | 5 |
| 112 | География | 6 |
| 113 | Литература | 7 |
| |
| Код учителя | Код предмета |
| 0041100024 | 111 |
| 0041100025 | 112 |
| 0041100026 | 113 |
Правило №6 (М:М) независимо от класса принадлежности: формируется 3 отношения. Два отношения соответствуют связываемым сущностям и их ключи являются первичными ключами этих отношений. Третье отношение является связным между первыми двумя, а его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений.
| |
| Код учителя | ФИО | Дата рождения | Стаж |
| 0041100024 | Иванов И.И. | 02.12.1990 | 1 |
| 0041100025 | Петров П.П. | 03.03.1979 | 9 |
| 0041100026 | Сидоров С.С. | 06.06.1956 | 33 |
| |
| Код предмета | Название предмета | Класс |
| 111 | Алгебра | 5 |
| 112 | География | 6 |
| 113 | Литература | 7 |
| |
| Код учителя | Код предмета |
| 0041100024 | 111 |
| 0041100025 | 112 |
| 0041100026 | 113 |
После того, как все отношения составлены, необходимо их нормализовать.
Под нормализацией будем понимать разбиение исходного отношения на два или более новых отношения для устранения аномалий, возникающих при изменении данных в таблице. Каждое нормализованное отношение должно содержать информацию только по одной теме.
Аномалия удаления: удаляя информацию об одной сущности, теряются факты, относящиеся к другой сущности.
Например, при удалении информации об учителе из таблицы Учителя остаются данные о должностях и предметах принадлежащих этому учителю, то есть эти предметы и должности после удаления записи никому не принадлежат.
Аномалия вставки: нельзя записать в таблицу некоторый факт об одной сущности, не указав дополнительно некоторый факт о другой сущности.
Например, нельзя ввести данные о должностях и предметах принадлежащие несуществующему учителю.
Для предотвращения аномалий необходимо использовать метод нормальных форм.