Правильно спроектированная БД должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Минимальная избыточность. Непротиворечивость.

2. Целостность данных.

3. Независимость данных.

4. Возможность ведения (добавления и удаления) и актуализации (корректировки, модификации) данных.

5. Безопасность и секретность.

6. Высокая производительность. Минимальные затраты.

7. Соблюдение стандартов.

1. Минимальная избыточность означает то, что данные в БД не должны дублироваться. Избыточность данных, если она существует, влечет две опасности:

Неоправданно большой расход памяти и уменьшение времени отклика системы при обработке излишне больших объемов данных.

Нарушение непротиворечивости данных, т.е. возникновение такой ситуации, когда в различных местах машинной памяти хранятся противоречивые данные. Возникновение противоречивости чрезвычайно опасно для БД.

Противоречивость может возникнуть в результате корректировкиизбыточных данных . При внесении изменений в логическую запись может случиться так, что отдельные экземпляры этой записи, хранящиеся в различных местах машинной памяти, окажутся нескорректированы. Программисту приходится проявлять особое внимание к организации процесса корректировки избыточных данных и разрабатывать специальные программы, предотвращающие появление противоречивости.

Противоречивость может возникнуть и при корректировкенеизбыточных данных . Централизованное хранение данных является причиной высокой вероятности того, что двум или более пользователям одновременно понадобятся одни и те же данные. Если один из пользователей обращается к данным, а другой в то же время вносит в них изменения, будут получены противоречивые данные. Объясняется это тем, что процесс обновления данных требует определенного времени, в течение которого одни и те же данные оказываются на разных стадиях обновления. При обращении к таким данным параллельно работающих программ будут получены противоречивые сведения.

В СУБД существуют сложные механизмы блокирования обновляемых данных от доступа к ним других пользователей. Параллельные запросы к одним и тем же данным обычно выполняются последовательно.

В ряде СУБД есть средства, предотвращающие дублирование и возникновение противоречивости данных. В противном случае такие средства разрабатывает системный программист.

2. Целостность данных означает то, что в БД должны храниться только правильные данные, т.е. соблюдаются логические условия, в соответствии с которыми данные считаются правильными. Разрушение и искажение данных возможны в результате неосторожных действий пользователей, в результате ошибок в программах и сбоев оборудования.

Существуют специальные методы и приемы обеспечения целостности.

Для обеспечения целостности на данные, хранящиеся в БД, накладывают ограничения . При этом определяются условия, которым должны соответствовать значения данных. Например, один и тот же служащий не может иметь два различных года рождения и т.п.. Подобные ограничения называются законами БД . Выполнимость законов БД периодически проверяется СУБД.

Для предотвращения возможности ввода неправильных данных разрабатываются средства контроля правильности вводимых данных. Так, например, можно использовать процедуры, проверяющие принадлежность вводимых значений определенному диапазону допустимых значений. Например, количество рабочих дней ограничивается сверху количеством дней в текущем месяце.

Целостность данных может нарушиться при неудачном завершении транзакции. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными, выполняемая по одному запросу к БД. Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Здесь необходимо последовательное выполнение нескольких операций. Деньги снимаются с одного счета, данные корректируются, затем деньги добавляются к другому счету и данные вновь корректируются. Если хотя бы одно из действий не выполняется успешно, результат транзакции окажется неверным. СУБД должна отслеживать ход выполнения транзакции от начала до ее завершения. Если по какой-то причине какая-либо из операций не выполнилась, то транзакция отменяется полностью. При этом выполняется "откат" путем отмены всех уже выполненных изменений.

В БД должны быть предусмотрены средства восстановления данных после программных сбоев и сбоев оборудования. Существуют программы создания резервных копий и специальные программы, которые автоматически фиксируют любые внесенные в БД изменения (создается файл корректур). Если текущая версии БД испорчена, то берется предыдущая версия, в нее вносятся изменения, зафиксированные в файле корректур, и текущее (актуальное) состояние БД восстанавливается.

Различные СУБД в той или иной мере располагают средствами обеспечения целостности данных. В противном случае такие средства разрабатываются системным программистом.

3. Независимость данных означает то, что прикладные программы не должны зависеть от хранимых данных, т.е. от способа хранения данных в физической памяти. Это позволяет добавлять в БД новые данные, изменять структуры хранения данных, создавать на БД новые приложения. Ранее созданные программы при этом не должны "чувствовать" эти изменения.

СУБД обычно обеспечивают это требование.

4. Структура БД должна позволять включать новые и удалять устаревшие данные, корректировать хранимые данные без разрушения логических связей, установленных в схеме БД. Для этого схема БД должна быть правильно разработана, а операции ведения БД не должны нарушать схему БД.

5. Безопасность и секретность означает защиту данных от несанкционированного доступа, преднамеренного и непреднамеренного разрушения данных, хищения данных. Система защиты БД призвана решать следующие задачи.

Идентификация пользователей. Данными, хранящимися в БД должны пользоваться только лица, имеющие на это право и подтвердившие свои полномочия. Наиболее распространенным способом решения этой задачи является система паролей.

Ограничение доступа к данным. Каждый пользователь должен работать только с теми данными, которые необходимы для решения его задач, остальные данные должны быть для него "невидимыми".

Каждому пользователю предоставляются определенные полномочия (привилегии) для работы с данными. Ему может быть предоставлено право только чтения из БД, право ввода в БД или право обновления и т.п. Все привилегии предоставляются только администратору БД.

Обеспечение секретности данных. Секретные данные необходимо защищать от доступа системой специальных, достаточно сложных паролей. Сильно уязвимые данные следует шифровать.

Средства защиты и обеспечения безопасности данных содержатся в СУБД или разрабатываются системным программистом.

6. Организация БД и методы доступа к данным должны обеспечивать высокую скорость обработки данных такую, чтобы пользователь мог работать с БД в диалоговом режиме. Стоимость обслуживания пользователей не должна быть высокой.

Возможность выполнения этих требований определяется рядом факторов: объемом хранимых данных, быстродействием техники, способом организации данных в БД и во многом зависит от решений, принимаемых разработчиками на этапе создания БД. Например, можно организовать способ размещения данных на носителе таким образом, что наиболее часто используемые данные хранятся на наиболее доступных участках внешней памяти.

7. Представление данных в БД, сопроводительная документация, способ взаимодействия пользователя с БД должны удовлетворять определенным стандартам. Стандарты могут быть корпоративными, ведомственными, промышленными, национальными и международными. Соблюдение стандартов совершенно необходимо для совместного использования данных и для организации обмена данными между отдельными системами. Например, без принятия определенных стандартов нельзя было бы организовать сеть Internet.

Изучением этого вопроса долгое время занимались различные группы людей в учреждениях, использующих компьютеры, в правитель-ственных комиссиях, на вычислительных центрах коллективного пользования. Комитет CODASYL опубликовал отчеты на эту тему (CODASYL--организация, разработавшая язык КОБОЛ). Организации пользователей IBM SHARE и GUIDE в своем отчете сформулировали требования к системе управления базами дан-ных. Организация ACiM (Association for Computing Machi-nery) также занималась изучением этого вопроса.

Ниже перечислены основные требования к организации базы данных.

Установление многосторонних связей

Различным программистам требуются различные логические файлы. Эти файлы получаются из одной и той же совокупности данных. Между элементами запоминаемых данных могут суще-ствовать различные связи. Некоторые базы данных будут содер-жать сложные переплетения взаимосвязей. Метод организации данных должен быть таким, чтобы обеспечивалась возможность удобного представления этих взаимосвязей и быстрого согласова-ния вносимых в них изменений. Система управления базами дан-ных должна обеспечивать возможность получения требуемых логи-ческих файлов из имеющихся данных и существующих между ними связей. Необходимо, чтобы существовало хотя бы небольшое сходство между представлением логического файла в прикладной программе и способом физического хранения данных..

Производительность

Базы данных, специально разработанные для использования их оператором терминала, обеспечивают время ответа, удовлет-ворительное для диалога человека -- терминал. Кроме того, система баз данных должна обеспечивать соответствующую пропуск-ную способность. В системах, рассчитанных на небольшой поток запросов, пропускная способность накладывает незначительные ограничения на структуру базы данных. В системах с большим потоком запросов, например в системах резервирования авиа-билетов, пропускная способность оказывает решающее влияние на выбор организации физического хранения данных.

В системах, предназначенных только для пакетной обработки, время ответа не так важно и метод физической организации мо-жет выбираться из условий обеспечения эффективной пакетной обработки..

Минимальные затраты

Для уменьшения затрат на создание и эксплуатацию базы данных выбираются такие методы организации, которые миними-зируют требования к внешней памяти. При использовании этих методов физическое представление данных в памяти может сильно отличаться от того представления, которое использует прикладной программист. Преобразование одного представления в другое осу-ществляют программное обеспечение либо, если возможно, аппа-ратные или микропрограммные средства. В таких случаях прихо-дится выбирать между затратами на алгоритм преобразования и экономией памяти..

Правильно спроектированная БД должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Минимальная избыточность. Непротиворечивость.

2. Целостность данных.

3. Независимость данных.

4. Возможность ведения (добавления и удаления) и актуализации (корректировки, модификации) данных.

5. Безопасность и секретность.

6. Высокая производительность. Минимальные затраты.

7. Соблюдение стандартов.

1. Минимальная избыточность означает то, что данные в БД не должны дублироваться. Избыточность данных, если она существует, влечет две опасности:

-неоправданно большой расход памяти;

Нарушение непротиворечивости данных, т.е. возникновение такой ситуации, когда в различных местах машинной памяти хранятся противоречивые данные. Возникновение противоречивости чрезвычайно опасно для БД.

В ряде СУБД есть средства, предотвращающие дублирование и возникновение противоречивости данных. В противном случае такие средства разрабатывает системный программист.

2. Целостность данных означает то, что в БД должны храниться только правильные данные. Разрушение и искажение данных возможно в результате неосторожных действий пользователей, в результате ошибок в программах и сбоев оборудования.

Для обеспечения целостности и предотвращения возможности ввода неправильных данных должны разрабатываться средства контроля правильности вводимых данных. Например, можно использовать процедуры, проверяющие принадлежность вводимых значений определенному диапазону допустимых значений. В БД должны быть предусмотрены средства защиты данных от нечаянных и предумышленных искажений, средства восстановления испорченных данных. Различные СУБД в той или иной мере располагают такими средствами.

Существуют специальные методы и приемы обеспечения целостности.

3. Независимость данных означает то, что прикладные программы не должны зависеть от хранимых данных, т.е. от способа хранения данных в физической памяти. Это позволяет добавлять в БД новые данные, изменять структуры хранения данных, создавать на БД новые приложения. Ранее созданные программы при этом не должны "чувствовать" эти изменения. СУБД обычно обеспечивают это требование.

4. Структура БД должна позволять включать новые и удалять устаревшие данные, корректировать хранимые данные без разрушения логических связей, установленных в схеме БД. Для этого схема БД должна быть правильно разработана, а операции ведения БД не должны нарушать схему БД.

5. Безопасность и секретность означает защиту данных от несанкционированного доступа, преднамеренного и непреднамеренного разрушения данных, хищения данных. Система защиты должна иметь:

Средства идентификации пользователей;

Средства ограничения доступа к данным. Каждый пользователь должен работать только с теми данными, которые необходимы для решения его задач, остальные данные должны быть для него "невидимыми";

Средства, обеспечивающие секретность данных.

Подобные средства содержатся в СУБД или разрабатываются системным программистом.

6. Организация БД и методы доступа к данным должны обеспечивать высокую скорость обработки данных так, чтобы пользователь мог работать с БД в диалоговом режиме. Стоимость обслуживания пользователей не должна быть высокой.

Возможность выполнения этих требований определяется рядом факторов: объемом хранимых данных, быстродействием техники, способом организации данных в БД и во многом зависит от решений, принимаемых разработчиками на этапе создания БД.

7. Представление данных в БД, документация, способ взаимодействия пользователя с БД должны удовлетворять определенным стандартам. Стандарты могут быть корпоративными, ведомственными, промышленными, национальными и международными. Соблюдение стандартов совершенно необходимо для совместного использования данных и для организации обмена данными между отдельными системами. Например, без принятия определенных стандартов нельзя было бы организовать сеть Internet.

1. Требования к БД

БД – совокупность спец. образом организованных данных, хранимых в памяти ВС, и отражающих состояние объектов и их взаимосвязей.

Основные требования к организации БД:

1. Установление многосторонних связей 2. Производительность

3. Мин. Затраты 4. Мин. Избыточность (мин. Использование памяти)

5. Возможность поиска 6. Целостность (восстановление данных)

7. Безопасность и секретность (без – защита от доступа третьих лиц, секр – возможность руководит без.)

[Как обеспечить безопасность:

а. Данные должны быть восстановимы б. Возможность контроля данных

в. Система недоступна для вмешательства в нее

г. Процедура идентификации

д. Данные защищены от хищения, уничтожения, изменения

е. Контроль действий пользователя с точки зрения допустимости]

8. Связь с прошлым. Совместимость версий

9. Связь с будущим. Данные отделены от их представления

10. Настройка БД 11. Перемещение данных 12. Простота

2. Основные компоненты СУБД

Абстракция" href="/text/category/abstraktciya/" rel="bookmark">абстракция , которая, будучи приложена к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать это как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и связь между ними.

Ограничение целостности – не противореч. данных задан. логич. огранич.

Огранич. зад-тся не только для атриб-тов, но и для типов объ-тов и связей.

Виды связи : 1:1 1:M M:1 M:M

Модель данных , поддерживаемая БД на логическом уровне определяется 3 компонентами:

1. Допустимая структура данных, разнообразие и количество типов объектов, которые можно описать с помощью модели

2. Множество допустимых операций над данными

3. Ограничения для контроля целостности.

Модели данных:

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Сотрудник

Сущность

Табельный номер

Ключевой атрибут

Атрибуты

Дата рождения

Между сущностями могут быть установлены связи – бинарные ассоциации, показывающие, каким образом сущности соотносятся или взаимодействуют. Связи могут быть как между двумя сущностями, так и рекурсивно.

https://pandia.ru/text/78/193/images/image004_68.gif" width="17" height="17">Связь может быть

Между двумя сущ. может быть много связй с разными смысл. нагрузками.

Можно использовать принцип категоризации сущности, то есть наследовать сущности друг от друга (как в ООП). Сущность-родитель, от которой строятся подтипы, называется супертипом.

Для построения модели ER проводится системный анализ.

Для библиотеки это будет книги-экземпляры-читатели.

6. Реляционная модель данных.

В основе лежит математическая теория отношений.

Массив данных, представленный реляционным набором структур, образует реляционную БД, и схема РБД будет представлена набором схем-отношений. R1(A11,A12,A13,..A1k) R2(A21,A22,A23,..A2k) R3(A31,A32,A33,..A3k), где R-отношения, A-атрибуты. Пусть A, B атрибуты отношения R.

Говорят , что B функционально зависит от A , если в каждый момент времени каждому A соотв. не более одного значения B.

Если имеется мн-во атрибутов A1-An отношения R, а также множество функц. Завис. XàY, где X и Y подмножества A1-An, Тогда из функц. Завис., входящих в мно-во F могут быть выведены другие функц. Завис., присущие R. F + - замыкание множества ф-х зависимостей, т. е. полное множество зависимостей, которые могут быть получены из F. Св-ва:

1. Рефлексивность: XÍU, YÍU, YÍX, то XàY

2. пополнение: XÍU, YÍU, ZÍU, XàY, то XÈZàYÈZ

3. транзитивность: XÍU, YÍU, ZÍU, XàY, YàZ, то XàZ

4. расширения: XÍU, YÍU, XàY, то "ZÍU XÈZàY

5. продолжения XÍU, YÍU, WÍU, ZÍU, XàY, то "WÍZ, XÈZàYÈW

6. псевдотранзит. XÍU, YÍU, ZÍU, WÍU, XàY, YÈWàZ, то XÈWàZ

7. аддитивность. X, Y,ZÍU XàY, XàZ, то XàYÈZ

Домен – совокупность однотипных значений данных

Степень отношения – число атрибутов, входящих в отношение.

Мощность – число кортежей отношения.

Интенсионал A(R1..Rn) – интенсионал

Экстенсионал – некоторое заполнение кортежей отношений.

Ключ K отношения R - комбинация атрибутов, обладающих следующими свойствами:
1. в каждом кортеже отношения R величина k единственным образом определяет этот кортеж

2. не существует атрибута в ключе k, который может быть удален без нарушения св-ва 1.

Если в отношении R существует несколько возможных ключей, один из них выбирается в качестве первичного.

Отношение нормализовано , если каждая компонента кортежа является простым атомарным значением, не состоящим из группы значений.

Элементы реляционной модели	Форма представления
Отношение
Схема отношения	Заголовок таблицы
	Строка таблицы
Сущность	Свойства объекта
	Заголовок столбца
	Множество допустимых значений атрибута
Значение атрибута	Значение поля записи
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов
	Тип значений элементов таблицы

9. 6 видов простых запросов :

пусть E1-En - набор объектов. A1-An – множество атрибутов. K11-Knm – домены атрибутов

	Тип запроса
	Значение атрибута
	Какой объект имеет заданное значение
	Какой атрибут имеет значение
	Все атрибуты объекта
	Данный Атрибут для всех объектов
	Все, что равно V

10. Алгоритм преобразования ER в РМД:

1. Каждой сущности ER соответствует отношение РМД.

2. Каждый атрибут сущности становится атрибутом соответствующего отношения.

3. Первичный ключ сущности становится первичным ключом соответствующего отношения.

4. В каждое отношение соответствующее подчиненной сущности добавляется набор атрибутов основной сущности, являющийся первичным ключом основной сущности

5. Для моделирования необязательного вида связи на физическом уровне у атрибутов, соответствующих внешнему ключу, устанавливается свойство допустимости неопределенных значений. При обязательном типе связи – наоборот.

6. Для отражения категоризации сущности при переходе в РМД возможны несколько вариантов представления. Возможно создать только одно отношение для всех подтипов супертипа. Достоинство – создается всего одно отношение. Недостаток – избыточность. Второй подход – свое отношение для каждого подтипа.

11. НФ1, НФ2, Аномалия

1НФ : каждый атрибут отношений является простым атомарным атрибутом, т. е. отсутствуют составные.

2НФ : отношение нормировано, то есть каждый атрибут полностью зависит то первичного ключа.

Аномалия – такая ситуация в таблице БД, которая приводит к противоречиям в БД, либо существенно усложняет обработку данных.

Разновидности аномалий:

1. избыточность – одинаковые элементы информации повторяются многократно в нескольких кортежах.

2. аномалии изменения – один и тот же фрагмент данных изменяется в одном кортеже, но остается нетронутым в другом.

3. аномалия удаления – если множество значений становится пустым это может косвенным образом привести к потере другой информации

Один из способов устранения аномалии – декомпозиция отношения. Декомпозиция отношения R предполагает разбиение множества атрибутов R c целью построения схем двух новых отношений с последующим занесением в эти отношения определенных в отношении R кортежей. Например таблицу “поставщик, товар, цена” надо разбить на две. В противном случае:

Аномалия включения: пока поставщик не начнет поставлять товар, мы не сможем узнать информацию о товаре.

Аномалия удаления: если поставка товара прекращается, теряется вся информация о товаре.

Аномалия обновления: при изменении цены товара придется обновлять его у всех поставщиков.

12. НФ3

3НФ : каждый непервичный атрибут в отношении R не содержит транзитивных зависимостей от первичного ключа.

Например : хранение (фирма, склад, объем)

Каждая фирма – только с одного склада. Фирмаàсклад, складàобъем

Аномалия включения: Если никто не получает со склада товар, мы не знаем его объем

Аномалия удаления: если последняя фирма перестает получать товар со склада, инфа о складе теряется

Аномалия обновления: если объем склада меняется, нужно менять все объемы для всех фирм

Усиленная 3НФ: в отношении отсутствует зависимость первичных атрибутов от непервичных.

Или Необходимо, чтобы все домены функц. зависимостей были возможными ключами

Например проект(Деталь, проект, поставщик)

В проекте несколько деталей. Каждая деталь – только одним поставщиком. Каждый поставщик обслуж. только один проект.

Деталь, ПроектàПоставщик

ПоставщикàПроект

Аномалия включения: Факт поставки деталей не может быть занесен, пока детали не начнут использовать

Аномалия удаления: Если поставщик ничего не поставляет, его придется убить

Аномалия обновления: Если меняется поставщик какого либо типа деталей, придется менять асе кортежи

13. Пример НФ1,НФ2,НФ3

Отошение преподаватель-предмет

№ препода

Название предмета

Кол-во часов

Фамилия препод.

Должность

Отношение с составным ключом номер препода, название предмета.

Функциональные зависимости:

Должностьàоклад, номерàфамилия, кафедраàтелефон, должностьàоклад

Имеется транзитивная зависимость номерàкафедраàтелефон. Значит отошение находится в 1НФ. Имеет место неполная функциональная зависимость фамилия, должность, оклад от части ключа №препода. Эта неполная зависимость приводит к следующим аномалиям:

1. имеет место дублирование данных о преподавателях.

2. проблема избыточности данных. Изменение оклада приводит к изменению кортежа

3. Возникает проблема с преподавателем, который не ведет предметы.

4. Если препод. уходит, приходится удалять предмет.

Чтобы перейти в 2НФ разобьем составной ключ на части, и разделим по зависимости:

Имеются транзитивные зависимости номерàкафедраàтелефон, номерàдолжн.àоклад

Это приводит к аномалиям:

1. дублирование информации о телефоне

2. Изменение телефона вынуждает искать его для всех преподов

3. нельзя включать данные о новой кафедре, если там нет преподов.

Переходим в 3НФ

14. Переход к 4НФ

Многозначная зависимость существует если при заданных значениях атрибута X существует множество, состоящее из 0 или более взаимосвязанных значений атрибута Y, причем множество значений атрибута Y связано со значением атрибута отношением U-X-Y, где U – все множество атрибутов отношений.

Обозначение многозначной зависимости X->>Y.

Аксиомы многозначной зависимости

1. дополнение X>Y, то X->>U-X-Y

2. пополнение Если X>Y, то WuX->>VuY

3. транзитивность Если X>Y, X->>Z, то X->>Z-Y

Дополнительные правила вывода для многозначных зависимостей

1. объединение Если X>Z, X->>Y, то X->>YuZ

2. псевдотранзитивность Если X>Y, WuY->>Z, то WuX->>Z-WuY

3. смешанное правило транзитивности Если X>Y, XuYàZ, то XàZ-Y

4. правило декомпозиции X>X, X->>Z, то X->>X^Z, X->>Y-Z, X->>Z-Y

Рассмотрим зависимость (№, курс, дети, должность)

Между преподавателем и курсом связь M:M

Между преподавателем и детьми 1:M

Многозначные зависимости №->>курс, №->>дети

Схема отношения находится в 4НФ, если всякий раз, когда существует многозначная зависимость X->>Y, где Y непусто, и не является подмножеством X, и XvY состоит не из всех атрибутов R, X содержит к-н ключ отношения R, атрибуты, между которыми существует многозначная зависимость, выделяют в отдельные отношения

R1(№,курс) R2(№,дети) R3(№,должность)

Нормализация отношений выполняется декомпозицией их схем. Декомпозиция должна гарантировать обратимость, т. е. обеспечивать получение исходных отношений путем выполнения операции соединения над их проекциями.

Обратимость предполагает:

1. Отсутствие потери кортежей 2. Не появляются ранее отсутствующие кортежи 3. Сохраняются функциональные зависимости

15. Переход в 5НФ

Отношение в 5НФ <=> любая зависимость по соединению V определяется возмож. ключами R иначе каждая проекция R содержит не менее одного возможного ключа и по крайней мере один непервичный атрибут

Процесс нормализации отношений последовательно устраняет следующие типы зависимостей:

1. частичные зависимости неключевых атрибутов от ключа

2. транзитивные зависимости неключевых атрибутов от ключа

3. зависимости ключей от неключевых атрибутов

4. многозначные зависимости

16. Соединение без потерь, сохраняющих зависимость

Из всех возможных разложений схемы должны использоваться только те, которые обладают свойством соединений без потерь . Пусть в схеме R имеется множество функциональных зависимостей. Говорят, что схема R разложима без потерь на отношения R1,R2,Rk, с сохранением функциональной зависимости, если для каждого кортежа r из R может быть r восстановлен соединением его проекций.

Условия отсутствия потерь при соединении:

Если R1 и R2 являются разложением R, с сокращением функциональных зависимостей – это разложение обеспечивает соединение без потерь с сохранением функциональной зависимости <=> если R1^R2àR1-R2 либо R1^R2àR2-R1 при многозначной зависимости R1^R2->>R1-R2, либо R1^R2->>R2-R1

Операции пересечения и разности определены над списками атрибутов отношений.

Пример:

Служащие(№,отдел, город)

1 разложение E1(№, отдел) E2(№, город)

2 разложение E3(№, отдел) E4(отдел, город)

1. E1^E2=№ E1-E2=отдел E2-E1=город. №àотдел, №àгород условие удовлетворяет, разложение без потерь.

2. E3^E4=отдел E3-E4=№ E4-E3=город. отделà№, отделàгород эти зависимости в исходном разложении не существуют, а исходные функциональные зависимости утеряны, значит это разложение с потерями.

Для разложений более чем из двух отношений можно использовать метод Табло

17. Метод Табло

Дано множество функциональных зависимостей, схема отношения полученная в результате разложения. Процедура состоит в построении таблицы, строками которой являются разложенные отношения, а столбцами – список атрибутов этих отношений без повторений. Таблица заполняется символом aj если элементы строки i в столбце j соответствуют атрибуту Aj отношения Ri в противном случае ставится bij. После построения таблицы следует просмотр всех функциональных зависимостей XàY если для атрибутов из X найдутся строки, где в соответствующих местах стоят aj, то элементы bij этих строк соответствующие столбцам атрибутов из Y заменяется на aj. Если в результате появляется строка таблицы, полностью заполненная aj, то это соединение без потерь.

Пример : R(A, B,C, D) Ф. З. AàC, BàC, CàD.

Разложили: R1(A, B) R2(B, D) R3(A, B,C) R4(B, C,D)

Есть строки со всеми a, разложение без потерь.

18. Реляционная алгебра.

Две группы операций: Традиционные: объединение, пересечение, разность, декартово произведение Специализированные: проекция, ограничение, соединение, деление.

Объединение В результате применения этой операции получается отношение, объединяющее кортежи. Исходные отношения должны иметь одинаковые атрибуты, то есть должны быть объединимыми

Пересечение Получают однотипные кортежи для, общие для R1 и R2

Разность Получаем кортежи, входящие в R1, но не входящие в R2

Декартово произведение Объединяем столбцы как в обычном ДП

Проекция Операция заключается в том, что из отношения R выбираются столбцы, и компонуются в указанном порядке

Ограничение Включают в выходное отношение множество строк, удовлетворяющее заданному ограничению. Пример: R

Соединение Обратная операции проекции. Берутся два отношения, и соединяются, используя указанный атрибут (JOIN): Пример: R1∞R2

Деление R1÷R2=П1,2..n-m(R1)- П1,2..n-m(П1,2..n-m(R1)xR2-R1)

Где R1-n местное отн-ие, R2-mместное отношение n>m. Не дошли руки

19. Реляционное исчисление с переменными кортежами

Формула реляционного исчисления помимо арифметических операций включает дополнительные логические операции (A и E). Используются также операции И, ИЛИ, НЕ.

Формулы реляционного исчисления строятся из атомов и совокупности арифметических и логических операторов, выражение реляционного исчисления с переменными кортежами может иметь вид:

{r|Ψ(r)},где r-кортеж, Ψ(r) – некоторая формула исчисления.

Пример; {r|R1(r)^R2(r)} – необходимо получить множество всех кортежей, таких, что они принадлежат отношениям R1 и R2.

Атомы формул бывают трех типов:

1. R(t), где R – имя отношения, t – кортеж в отношении

2. s[i]θu[j], где s и u – переменные кортежи, θ – арифметический оператор. i, j – номера или имена интересующих столбцов. S[i]- i-й компонент кортежа переменной S u[j]-… 3. s[i]θa, или aθs[i], где a=const.

Вхождение переменной x в формулу РИ Ψ(x) связано , если она находится в части формулы, начинающейся квантором A или E, за которым непосредственно следует переменная x. В таких случаях говорят, что квантор ее связывает. Понятие связанной переменной аналогично понятию локальной переменной, несвязанной аналогично глобальной.

Выражение в РИ является безопасным, если:

1. Из истинности Ψ(t) следует, что каждый компонент кортежа t принадлежит D(Ψ).

2. Для любой подформулы вида (Eu)(Ψ1(u)) входящей в состав Ψ, из истинности Ψ1(u) следует, что u принадлежит D(Ψ1).

3. Для любой подформулы вида (Au)(Ψ1(u)), входящей в состав Ψ, из истинности Ψ1(u) следует, что u не принадлежит D(Ψ1).

Множество D(Ψ) определяется как функция фактических отношений , которая указывается в Ψ(t) констант, присутствующих в формуле Ψ(t) и элементов кортежей тех отношений, которые указывают в θ(t)

D(Ψ)={a1Ψ}U{a2Ψ}U…U{anΨ}UП1(R1)U…UПk(Rn), где aiΨ – const, встреч. В формуле Ψ(t),

Пi(Rj) – проекции кортежей фактических отношений R1-Rn встретившихся в формуле Ψ(t), то есть, в данном случае, компоненты кортежей.

Для каждого выражения реляционной алгебры существует эквивалентное ему безопасное выражение в реляционном исчислении с переменными на кортежах.

20. Реляционное исчисление с переменными на доменах.

Строится так же, как и исчисление на кортежах (с использованием тех же самых операторов).

1. Чего то там Этот атом указывает, что значение тех xi, которые являются переменными д. б. выбраны так, чтобы (x1..xk) было кортежем отношения R.

2. xθy, где x, y-const, или переменные на некотором домене. θ – арифметический оператор сравнения, смысл атома заключается в том, что x и y представляют собой значения, при которых истинно xθy. Формулы в РИ с переменными на доменах также используют A, E, И, ИЛИ, НЕ. Аналогично используются понятия свободной и связанной переменной .

Формула РИ с переменными на домене имеет вид: {x1..xk|Ψ(x1..xk)}, где Ψ – формула, обладающая тем свойством, что только ее свободные переменные на доменах являются различн. Перемен. X1..Xk.

Выражение РИ c переменными на доменах является безопасным , если

1. Из истинности Ψ(x1..xk) следует, что xi принадлежит D(Ψ).

2. Если существует и (Eu)(Ψ1(u)) является подформулой Ψ, то из истинности Ψ1(u) следует, что u принадлежит D(Ψ1)

3. Если для любого u (Au)(Ψ1(u)) является подформулой Ψ1(u) следует, что u не принадлежит D(Ψ1).

Каждому выражению с переменными на доменах существует эквив-е ему выражение реляционного исчисления с переменными на кортежах.

Выражение строится следующим образом:

1. Если t является кортежем арности k, то вводится k новых переменных на доменах t1..tk 2. Атомы R(t) заменяются атомами R(t1..tk) 3. Каждое свободное вхождение t[i] заменяется на ti 4. Для каждого кванта (Eu) и (Au) вводится m новых переменных на доменах u1..um, где u-арность кортежа. В области действия выполняются следующие замены:

RmàR(U1..Um) U[i]àUi EUàEU1..EUm AUàAU1..AUm

Выполняется построение выражения {t1..tk|Ψ`(t1..tk)}, где Ψ’, это Ψ, в которой выполнены соответствующие замены.

21. Сравнение алгебраических языков и языков исчисления.

Языки исчисления – это не процедурные языки, поскольку их средствами можно выразить все, что необходимо, и необязательно указывать, как это получить.

Выражение реал. Алгебры наоборот, специфицирует конкретный порядок выполнения операций. Пример: ISBL (Information System Base Language).

Пример языка на доменах: QBE Пример языка на кортежах: SQL

SQL : Не процедурный язык. Как правило встроен в среду некоторого языка программирования. Ориентирован на доступ к данным, и не обладает свойствами языка разработки.

Методы использования встроенного SQL :

1. статический: функции языка SQL включены в. exe после компиляции

2. динамический: динамическое построение SQL вызовов и интерпретация. Используется, когда заранее неизвестна форма запроса.

DDL(Description)Create table, drop table, alter table, create view, drop view, alter view, create index, drop index.

DML(Manipulation)delete(удалить строки), insert (вставить), update(обнов.).

DQL(Query) Select

DCL(Data control language) Используется для управления доступом.

Alter password, grant, rewoke.

УПРАВЛЕНИЕ ТРАНЗАКЦИЯМИ Commit, rollback

22. Транзакции

Виды транзакций:

1. Плоские (классические, ACID). Свойства:

атомарности – транзакция должна быть выполнена целиком, или не выполнена вообще

согласованности – транзакция не нарушает взаимной согласов-ти данных

изолированности – конкурирующие на доступ к БД транзакции фактически обрабатываются последовательно.

Долговечности – если транзакция завершена, ее изменения остаются навсегда, даже если потом произойдут ошибки.

Фиксация транзакции – запись измененных данных на диск. После этого они будут видны другим транзакциям.

Откат транзакции - отмена.

В СУБД организован принцип сохр. промеж. сост. подтверждения или отката транзакиции обеспечивается специальным механизмом для поддержания которого создается журнал транзакций. Он предназначен для надежного хранения данных в БД. Это требование предполагает возможность восстановления состояния БД после сбоя.

Принципы восстановления:

1. результаты зафиксированных транзакций должны быть в БД.

2. результаты незафиксированных транзакций должны отсутствовать.

Возможны следующие ситуации, при которых требуется восстановление состояния БД:

1. Индивидуальный откат транзакции (стандартный, аварийное завершение работы, в результате блокировки).

2. Восстановление после потери данных в ОП (мягкий сбой) (отключение электричества, сбой процессора)

3. Восстановление после поломки основного носителя БД (жесткий сбой). Основа восстановления – архивная копия и журнал БД.

Основа восстановления – избыточное хранение данных. Избыточные данные хранятся в журнале, и содержат информацию об изменениях в БД. Возможны 2 варианта:

1. Отдельный (локальный) журнал для каждой транзакции – для откатов.

2. Глобальный журнал для восстановления после сбоев.

23. Параллельное выполнение транзакций

Параллельное выполнение транзакций должно удовлетв. след. условиям:

1. В ходе выполнения транзакции пользователь видит только согласованные данные.

2. Когда 2 транзакции выполняются параллельно, СУБД гарантирует независимое выполнение. Это называется сериализация транзакций. Обычно выполняется с помощью механизма блокировок. Самый простой способ – блокировка (синхронизационный захват) объекта на все время выполнения транзакции. Также может быть блокировка на уровне страниц. Типы блокировок (захватов):

1. Совместный (shared). Нежесткая блокировка. Выполняется при чтении объекта.

2. Жесткая (exclusive). Монопольный захват объекта для операции записи.

Возможны тупики. Основой их обнаружения является построение графа ожидания транзакции. Потом одной из транзакций (самой дешевой) жертвуют – для нее выполняется откат.

24. Иерархическая модель данных.

Самая простая. Появилась первой. Основные информационные единицы база данных , поле, сегмент.

Поле – мин. и независимая единица данных, доступная пользователю с помощью СУБД.

Сегмент (DBTS) - называется записью.

Тип сегмента – поименованная совокупность типов данных.

Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей.

Каждый тип сегмента в рамках иерархической модели образует некоторый набор однородных записей. Каждый тип сегмента может иметь ключ.

Сегменты объединяются в древовидный орграф.

Тип сегмента, нах-ся на более высоком уровне иерархии называется лог. исходным по отношению к типам сегмента под ним.(лог. подчиненным) .

Схема иерархической БД представляет собой совокупность отдельных деревьев. Каждое дерево в рамках модели называется физ. БД и удовлетворяет следующим ограничениям:

1. Существует 1 корневой сегмент

2. Каждый лог. Исх. Элемент м. б. связан с любым числом подчненных.

3. Каждый логически подчиненный сегмент м. б. связан только с одним родительским.

Сегмент является экземпляром типа сегмента. Между экземплярами сегмента также существует иерархическая связь.

Близнецы – потомки одного типа с одним предком.

Набор всех экземпляров сегмента в одном дереве наз-ся физ. Записью Совокупность физических БД образует концептуальную БД.

Для организации физического размещения используются следующие группы методов:

1. Представление линейным списком с последовательным распред. Памяти

2. Нелинейным списком

Основное правило контроля целостности : потомок не может существовать без родителя, а у некоторых родителей не может быть потомка.

Механизмы поддержания целостности между отдельными деревьями отсутствуют.

(+) 1. Эффективное использование памяти ЭВМ

2. Высокая скорость операций над данными

3. Удобно для работы с иерархически упорядоченными данными

5. Классы могут содержать методы.

6. Классы могут содержать генераторы методов.

7. Многие общие характеристики поведения объектов могут автоматически управляться Cache. Также поведение объектов может определяться пользователем.

Виды классов :

классы типов данных	Классы объектов
Незарегистр. Классы	Зарегистр. Классы
Встраиваемые классы	Хранимые классы

Классы типов данных: это специальные классы, определяющие дополнительные значения констант, и позволяющие их контролировать. Содержат опред. набор методов проверки. Не могут содержать св-в.

Классы объектов: определяют структуру и поведение объектов данного типа. Объекты называют экземплярами соответствующего класса. Каждый класс обладает именем, свойствами и методами.

Незарегистрированные классы: все их методы разработчик определяет сам, отвечая за назначение и поддержку уникальных идентификаторов, объектов и объектных ссылок.

Ограничения:

1. Система не выделяет память для значений свойств объектов.

2. Отсутствует автоматическая подкачка объекта, на который делается ссылка. 3. Полиморфизм не поддерживается.

4. Переменные, ссылающиеся на незарегистрированные объекты должны декларироваться с указанием соответствующего класса.

Зарегистрированные классы имеют полный набор методов. Автоматически наследуют методы управления объектов от системного класса. Экземпляры существуют временно в памяти процесса. Их называют временными объектами. Созданием новых объектов, зарегистрированных классов и управлением их размещения в памяти занимается Cache. Наследуются от Library Registered Object. Допускают полиморфизм.

Встраиваемые классы могут храниться не только временно в памяти, но и продолжительное время в БД. Эти классы наследуют свое поведение от класса Library Serial Object. Главное в их поведении – то, что экземпляры в памяти существуют как независимые объекты и могут быть сохранены в БД лишь будучи встроенными в другие объекты.

Хранимые классы обеспечивают длительное хранение экземпляра в БД. Наследуются от Library Persistent. Экземпляры обладают однозначными объектными идентификаторами и могут независимо храниться в Cache. Когда хранимый объект используется как свойство класса говорят о ссылке на хранимые объекты.

Элементы класса :

1. Название

2. Ключевые слова

3. Свойства, то есть элементы данных, хранящихся в классе. Могут быть константами, встроенными объектами и ссылками на хранимые объекты. Классы типов данных не содержат свойств. При доступе к свойствам возможно изменение формата и другое преобразование. Объекты, на которые делаются ссылки автоматически загружаются в память. Свойства могут быть public и private.

4. Методы, то есть код, реализующий те или иные функциональные возможности.

5. Параметры класса, значения, осуществляющие формирование класса во время компиляции.

Типы данных реализуются классами.

Классы могут

1. Выполнять преобразование данных между форматами, хранимыми в БД, памяти, памяти и отображаемыми.

2. Отвечают за проверку значений

3. Обеспечивают взаимодействие с SQL, Java, ActiveX.

Отличия от классов объектов.

1. Невозможно образование экземпляров

2. не могут содержать свойств

3. методы предоставляются программисту через интерфейс типов данных

4. Имеет методы проверки значений.

Коллекция

Свойства, обладающие множеством значений могут быть представлены в Cache в виде коллекций. Могут содержать константы, объекты, и ссылки на объекты.

Коллекция массив: каждый элемент упорядочивается по ключу.

Коллекция список: в качестве ключа выступает позиция элемента.

	Значение

Методы – операции, которые может выполнять объект. Каждый аргумент имеет имя, параметры и т. д.

Бывают методы экземпляра и методы класса (static)

Виды методов:

Code – содержит код на языке ObjectScript.

Expression – содержит одно выражение. При компиляции все вызовы метода заменяются этим выражением.

Запросы – могут быть представлены в виде хранимых процедур SQL или представлений. Результаты доступны через специальный интерфейс.

Индексы – Используются для оптимизации скорости выполнения запросов. Каждый индекс создается на основе одного или нескольких свойств класса. Может быть определен метод сортировки

Объектное понятие	Реляционное
Экземпляр
идентификатор объекта
свойство константа
	внешний ключ
встраиваемый объект	индивидуальные столбцы
коллекция список	столбец с полем-списком
коллекция массив	Подтаблица
поток данных
	хранимая процедура
метод класса	хранимая процедура

В реляционной модели нет аналогов для параметров классов, многомерных свойств и методов экземпляров. Компилятор Cache автоматически создает таблицы для всех хранимых классов.

32. Universe

Universe представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных в таблицах. Допускает многозначные поля (поля, значения которых состоят из подзначений). Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. Эта постреляционная поддерживает также многоуровневые ассоциированные поля. Совокупность ассоциированных полей называют ассоциацией. При этом, первое значение одного столбца ассоциации соответствует первым значениям всех остальных столюцов ассоциации. Аналогичным образом связанны вторые значения. На длину полей и количество полей в записях не накладывается ограничение постоянства.

Достоинства: возможность представления совокупности связанных таблиц одной постреляционной таблицой.

Недостатки: сложность решения проблемы целостности и непротиворечимости данных.

33. Хранилище данных

В хранилище могут помещаться результаты транзакционных данных, также могут подвергаться конвертированию, чтобы обеспечить совместимость данных, полученных из других источников. Для обеспечения процесса отсечения и извлечения данных используются термины: Расслоение, Расщепление.

Хранимые данные можно модифицировать методами многомерного моделирования с использованием звездообразной схемы, состоящей из таблицы фактов, окруженной таблицами измерений.

Рисунок

Отношения между таблицей фактов и измерений должны быть простыми, чтобы все было понятно. М. б. таблица развертывания измерений

Проектирование базы данных – это процесс создания проекта базы данных, предназначенной для поддержки функционирования экономического объекта и способствующей достижению его целей. Оно представляет собой трудоемкий процесс, требующий совместных усилий аналитиков, проектировщиков и пользователей. При проектировании базы данных необходимо учитывать тот факт, что база данных должна удовлетворять комплексу требований.

Эти требования следующие.

1. Целостность базы данных. (Требование полноты и непротиворечивости данных).

2. Многократное использование данных.

3. Быстрый поиск и получение информации по запросам пользователей.

4. Простота обновления данных.

5. Уменьшение излишней избыточности данных.

6. Защита данных от несанкционированного доступа, от искажения и уничтожения.

Жизненный цикл базы данных (ЖЦБД) – это процесс проектирования, реализации и поддержки базы данных. ЖЦБД состоит из следующих семи этапов:

1) предварительное планирование;

2) проверка осуществимости;

3) определение требований;

4) концептуальное проектирование;

5) логическое проектирование;

6) физическое проектирование;

7) оценка работы и поддержка базы данных.

Опишем главные задачи каждого этапа.

1. Предварительное планирование базы данных. Это важный этап в процессе перехода от разрозненных к интегрированным данным. На этом этапе собирается информация об используемых и находящихся в процессе разработки прикладных программах и файлах, связанных с ними. Она помогает установить связи между текущими приложениями и то, как используется информация приложений. Кроме того, позволяет определить будущие требования к базе данных.

2. Проверка осуществимости. Она предполагает подготовку отчетов по трем вопросам:

1) есть ли технология – необходимое оборудование и программное обеспечение – для реализации запланированной базы данных? (технологическая осуществимость );

2) имеются ли персонал, средства и эксперты для успешного осуществления плана создания базы данных? (операционная осуществимость );

3) окупится ли запланированная база данных? (экономическая эффективность ).

3. Определение требований .На этом этапе определяются:

· цели базы данных;

· информационные потребности различных структурных подразделений и их руководителей;

· требования к оборудованию;

· требования к программному обеспечению.

4.Концептуальное проектирование. На этом этапе создаются подробные модели пользовательских представлений данных предметной области. Затем они интегрируются в концептуальную модель , которая фиксирует все элементы корпоративных данных, подлежащих загрузке в базу данных. Эту модель называют еще концептуальной схемой базы данных.

5.Логическое проектирование. На этом этапе осуществляется выбор типа модели данных. Концептуальная модель отображается в логическую модель , основанную уже на структурах, характерных для выбранной модели. Так, если выбрана реляционная модель, то разрабатываются структуры таблиц, определяются их ключи, устанавливается связь между таблицами, оптимизируется созданная модель базы данных (минимизируется избыточность данных). Наиболее распространенным методом при оптимизации является метод нормальных форм или, другими словами, нормализация данных

6.Физическое проектирование. На этом этапе предусматривается принятие разработчиком окончательного решения о способах реализации создаваемой базы данных. Логическая модель расширяется характеристиками, необходимыми для определения способов физического хранения базы данных, типа устройств для хранения, методов доступа к данным базы, требуемого объема памяти, правил сопровождения базы данных и др.

7.Оценка и поддержка базы данных. Оценка включает опрос пользователей на предмет выяснения, какие их информационные потребности остались неучтенными. При необходимости в спроектированную базу данных вносятся изменения. Пользователи обучаются работе с базой данных. По мере расширения и изменения потребностей бизнеса поддержка базы данных обеспечивается путем внесения изменений, добавления новых данных, разработки новых прикладных программ, работающих с базой данных.

15. Модель «сущность–связь»

Средством моделирования предметной области на этапе концептуального проектирования является модель «сущность–связь». Часто ее называют ER-моделью (Entity – сущность, Relation – связь). В ней моделирование структуры данных предметной области базируется на использовании графических средств – ER-диаграмм (диаграмм «сущность–связь»). В наглядном виде они представляют связи между сущностями.

Основные понятия ER-диаграммы – сущность, атрибут, связь .

Сущность – это некоторый объект реального мира, который может существовать независимо . Сущность имеет экземпляры , отличающиеся друг от друга значениями атрибутов и допускающие однозначную идентификацию.

Атрибут – это свойство сущности . Например, сущность КНИГА характеризуется такими атрибутами, как автор, наименование, цена, издательство, тираж, количество страниц. Конкретные книги являются экземплярами сущности КНИГА. Они отличаются значениями указанных атрибутов и однозначно идентифицируются атрибутом «наименование». Атрибут, который уникальным образом идентифицирует экземпляры сущности, называется ключом . Может быть составной ключ, представляющий комбинацию нескольких атрибутов.

Предположим, что проектируется база данных, предназначенная для хранения информации о деятельности некоторой фирмы. Эта фирма имеет филиалы. Филиалы управляются менеджерами. Клиенты делают в филиалах заказы. Филиалы обрабатывают эти заказы. Описываемую предметную область назовем ФИРМА. В ней могут быть выделены четыре сущности: филиал, менеджер, заказ, клиент.

На ER-диаграмме сущность изображается прямоугольником, в котором указывается ее имя. Например,

	МЕНЕДЖЕР

В реальном мире существуют связи между сущностями. Связь представляет взаимодействие между сущностями. Она характеризуется мощностью , которая показывает, сколько сущностей участвует в связи. Связь между двумя сущностями называется бинарной .

В рассматриваемой предметной области ФИРМА можно выделить три связи:

1. МЕНЕДЖЕР – УПРАВЛЯЕТ – ФИЛИАЛ

2. ФИЛИАЛ – ОБРАБАТЫВАЕТ – ЗАКАЗ

3. КЛИЕНТ – ДЕЛАЕТ – ЗАКАЗ

На ER-диаграмме связь изображается ромбом.

Например,

Важной характеристикой связи является тип связи (кардинальность ).

Рассмотрим типы выше указанных связей 1–3.

Так как менеджер управляет только одним филиалом, то каждый экземпляр сущности МЕНЕДЖЕР может быть связан не более чем с одним экземпляром сущности ФИЛИАЛ. В этом случае связь 1 имеет тип «один-к-одному» (1:1). На рис. 15.1 представлена ER-диаграмма для связи типа 1:1.

Так как филиал обрабатывает несколько заказов, а заказ обрабатывается только одним филиалом, то каждый экземпляр сущности ФИЛИАЛ может быть связан более чем с одним экземпляром сущности ЗАКАЗ, а каждый экземпляр сущности ЗАКАЗ может быть связан не более чем с одним экземпляром сущности ФИЛИАЛ.

В этом случае связь 2 имеет тип «один-ко-многим» (1:М). На рис. 15.2 представлена ER-диаграмма для связи типа 1:М.

Так как заказ могут делать несколько клиентов и клиент может иметь несколько заказов, то каждый экземпляр сущности ЗАКАЗ может быть связан с несколькими экземплярами сущности КЛИЕНТ и каждый экземпляр сущности КЛИЕНТ может быть связан с несколькими экземплярами сущности ЗАКАЗ. В этом случае связь 3 имеет тип «многие-ко-многим» (М:N). На рис. 10.3 представлена ER-диаграмма для связи типа М:N.

Рассмотрим понятие класс принадлежности сущности.

Если каждый экземпляр сущности А связан с экземпляром сущности В, то класс принадлежности сущности А является обязательным. Этот факт отмечается на ER-диаграмме черным кружочком, помещенным в прямоугольник, смежный с прямоугольником сущности А.

Если не каждый экземпляр сущности А связан с экземпляром сущности В, то класс принадлежности сущности А является необязательным. Этот факт отмечается на ER-диаграмме черным кружочком, помещенным на линии связи возле прямоугольника сущности А.

В качестве примера на рис. 10.4 изображены возможные ER-диаграммы для связи М:N c учетом класса принадлежности сущности.

На ER-диаграмме 1 класс принадлежности обеих сущностей необязательный.

На ER-диаграмме 2 класс принадлежности сущности КЛИЕНТ обязательный, а сущности ЗАКАЗ необязательный.

На ER-диаграмме 3 класс принадлежности сущности КЛИЕНТ необязательный, а сущности ЗАКАЗ обязательный.

На ER-диаграмме 4 класс принадлежности обеих сущностей обязательный.

Предположим, что в рассматриваемой предметной области ФИРМА класс принадлежности всех четырех сущностей является обязательным. Тогда ER-модель предметной области ФИРМА будет иметь вид, представленный на рис. 10.5.

Каждая из четырех сущностей приведенной ER-модели может быть описана своим

набором атрибутов (рис. 15.6).

ER-модель в совокупности с наборами атрибутов сущностей может служить примером концептуальной модели предметной области или концептуальной схемы базы данных.

Рис . 15.6 . Наборы атрибутов сущностей предметной области ФИРМА

Примечание. Ключевые атрибуты выделены жирным шрифтом.