Презентация, доклад по общепрофессиональной дисциплине Основы проектирования баз данных для специальностей укрупненной группы 09.00.00 среднего профессионального образования

баз данных

модели предметной области (ПО).
2. Определение требований к платформе:
выбор аппаратной платформы и операционной системы;
выбор СУБД и архитектуры, в которой она будет работать.
3. Логическое проектирование БД (даталогическое):
преобразование схемы предметной области в схему базы данных;
создание схем отношений;
нормализация отношений.
4. Физическое проектирование БД:
реализация схемы БД на DDL-языке выбранной СУБД;
создание дополнительных объектов БД (индексов, представлений, триггеров и др.).

характера информационных потребностей пользователей.
Описание выполняется в терминах, понятных пользователю и независимых от реализации
системы.

Инфологическая модель ПО не должна зависеть от модели данных, которая будет использована при создании БД.

1. Определение границ предметной области.
2. Анализ предметной области.

была предложена в 1976 г. Питером Пин-Шэн Ченом

группы лиц и комплексы задач, для обслуживания которых создается эта БД, т.е. четко выделяется минимальный необходимый набор объектов предметной области под описание.
Предметный подход – когда информационные потребности заказчиков БД четко не фиксируются и могут быть многоаспектными и динамичными. В описание предметной области включаются такие объекты и взаимосвязи, которые наиболее характерны и существенны для нее. При этом БД становится предметной, и подходит для решения множества задач.

необходимо сохранять в базе данных, имеющий определенный набор свойств - атрибутов.
Сущности могут быть:
физические (реально существующие объекты: например, СТУДЕНТ, атрибуты - № зачетной книжки, фамилия, имя, отчество, специальность, № группы и т.д.),
абстрактные (например, ЭКЗАМЕН, атрибуты - дисциплина, дата, преподаватель, аудитория и пр.).

Для сущностей различают ее тип и экземпляр. Тип характеризуется именем и списком свойств, а экземпляр - конкретными значениями свойств.

описательные.
Идентифицирующие позволяют отличить один экземпляр сущности от другого.
Описательные заключают в себе интересующие нас свойства сущности.
Простые и составные.
Простой атрибут имеет неделимое значение.
Составной атрибут является комбинацией нескольких элементов, возможно, принадлежащих разным типам данных
Однозначные и многозначные - могут иметь соответственно одно или много значений для каждого экземпляра сущности.
Основные и производные. Значение основного атрибута не зависит от других атрибутов. Значение производного атрибута вычисляется на основе значений других атрибутов.

Спецификация атрибута состоит из его названия, указания типа данных и описания ограничений целостности - множества значений, которые может принимать данный атрибут.

сущностей и связей.
Идентификация семантической информации в наборах связей (например, является ли некоторый набор связей отображением 1:n).
Определение кардинальности связей.
Определение атрибутов и наборов их значений (доменов).
Организация данных в
виде отношений
"сущность-связь".

Сущность - это класс однотипных объектов, информация о которых должна быть учтена в модели.

Экземпляр сущности - это конкретный представитель данной
сущности.

Атрибут сущности - это именованная характеристика, являющаяся некоторым свойством сущности.

Атрибуты изображаются в пределах прямоугольника,
определяющего сущность:

совокупности являются уникальными для каждого экземпляра сущности. Неизбыточность заключается в том, что удаление любого атрибута из ключа нарушается его уникальность.

Ключевые атрибуты изображаются на диаграмме
подчеркиванием:

Связь - это некоторая ассоциация между двумя сущностями.

Графически связь изображается линией, соединяющей
две сущности:

структуру предметной области.
Собственно данные представлены экземплярами сущностей и связей между ними. Данные экземпляров сущностей и связей хранятся в БД информационной системы, включая метаданные - описание типов сущностей и связей.

Модель данных должна содержать три компоненты:
структуру данных - точка зрения пользователя на представление данных.
набор допустимых операций
ограничения целостности - механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.

В базе данных ограничения целостности накладываются на атрибуты сущностей, типы сущностей, типы связей и/или их экземпляры.
Имеется три типа ограничений на значения:
ограничения на допустимые значения в наборе значений (домене);
ограничения на разрешенные значения для каждого атрибута;
ограничения на существующие значения в базе данных.

удовлетворять сущности, атрибуты сущностей и связи между ними.
Перечень групп пользователей системы.
Внешние спецификации функций (процессов), которые будет выполнять ИС.

функционирования системы, выбор типа и конфигурации ЭВМ, выбор типа и версии операционной системы (ОС).

Выбор СУБД:
тип модели данных, которую поддерживает данная СУБД характеристики производительности СУБД;
степень оснащённости СУБД инструментарием для персонала администрирования данными, возможность развития ИС
удобство и надежность СУБД в эксплуатации;
наличие специалистов по работе с конкретной СУБД;
стоимость СУБД и дополнительного
программного обеспечения.

модели данных.
В реляционных БД даталогическое проектирование приводит к разработке схемы БД, т.е. совокупности схем отношений, которые адекватно моделируют объекты предметной области
И семантические связи между
объектами.
Основой анализа
корректности схемы
являются функциональные
зависимости между
атрибутами БД.

следующие результирующие документы:
Описание концептуальной схемы БД в терминах выбранной СУБД.
Описание внешних моделей в терминах выбранной СУБД.
Описание декларативных правил поддержки целостности БД.
Разработка процедур поддержки семантической целостности БД.

среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображение логической структуры БД в структуру хранения. Решение вопросов:
размещение хранимых данных в пространстве памяти;
выбор эффективных методов доступа к различным компонентам «физической» БД;
обеспечение безопасности и сохранности данных;
реализация ограничений, имеющихся в логической модели данных.

анализа корректности схемы являются так называемые функциональные зависимости между атрибутами БД.
Обычно различают следующие проблемы:
избыточность данных;
аномалии обновления;
аномалии удаления;
аномалии ввода.
Избыточность данных характеризуется наличием в кортежах отношений повторяющейся информации. Многократное дублирование данных приводит к неоправданному увеличению занимаемого объема внешней памяти.

их изменении. При изменении повторяющихся данных придется многократно изменять их значения, однако, если изменения будут внесены не во все кортежи, возникнет несоответствие информации, которое называется аномалией обновления.
Аномалии удаления могут возникать при удалении записей из ненормализованных таблиц и характеризуются вероятностью удаления не всех дублированных кортежей.
Аномалии ввода возникают при добавлении в таблицу новых записей, обычно в поля с ограничениями NOT NULL (не пустые). Кода в отношение на данный момент времени невозможно ввести однозначную информацию.

соответствует набор ограничений.
Отношение находится в нормальной форме, ели оно удовлетворяет свойственному данной форме набору ограничений.
В теории реляционных БД обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:
первая нормальная форма (1НФ);
вторая нормальная форма (2НФ);
третья нормальная форма (3НФ);
нормальная форма Бойса-Кодда (БКНФ);
четвертая нормальная форма (4НФ);
пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции- соединения (5НФ или ПС/НФ).

предыдущей;
при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных форм сохраняются.
Определение 1НФ.
Отношение находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда каждый его атрибут содержит атомарные значения и отношение не содержит повторяющихся групп.

1НФ

тогда, когда оно находится в первой нормальной форме и каждый не ключевой атрибут функционально зависим от атрибутов первичного ключа.
Функционально зависимым считается атрибут, значение которого однозначно определяется значением другого атрибута, т.е. значение одного атрибута зависит от значения другого.

1НФ

тогда, когда оно находится во второй нормальной форме и не содержит транзитивных зависимостей между не ключевыми атрибутами.




В отношении существуют следующие функциональные зависимости: Модель → Магазин, Магазин → Телефон, Модель → Телефон. Зависимость Модель → Телефон является транзитивной.