Проектирование баз данных с использованием универсального отношения

Рассматриваемый метод проектирования называют декомпозиционным методом.

Универсальное отношение

Предположим, что требуется разработать небольшую БД для деканата института для учета успеваемости студентов, проживающих в общежитии.

Первый шаг процесса проектирования состоит в определении как всех атрибутов, наличие которых обязательно в БД, так и связей между атрибутами.

Имена и условия, связанные с атрибутами, хранение которых предполагается, определим следующим образом:

Сном: Номер студента. Целое значение, уникальное для каждого студента института.

Сфам: Фамилия студента. Каждый студент имеет только одну фамилию, но возможно, что одну фамилию носят несколько студентов.

Кном: Номер комнаты в общежитии. В одной комнате может проживать более одного студента.

Тном: Номер телефона студента. Каждая комната общежития имеет один телефон и им пользуются все студенты, проживающие в этой комнате.

Дисц: Название дисциплины. В БД будут храниться данные о дисциплинах, по которым проведена итоговая аттестация студента.

Семестр: Институтский семестр. Представляет собой семестр, в котором данная дисциплина была завершена студентом.

Возможно, что студент изучал одну и ту же дисциплину в различных семестрах.

Оценка: Оценка за дисциплину. Оценка, полученная студентом за определенную дисциплину в данном семестре.

На рис.5 представлена таблица с данными, которые должны хранится в БД. Хотя на рисунке приведен пример в виде таблицы данных, которые могут храниться в БД в некоторый момент времени, указанная таблица отношением не является.

УСПЕВАЕМОСТЬ

Сном	Сфам	Кном	Тном	Дисц.	Сем.	Оценка
111	Серов	120	2135	ВМ	3	2
				ТМ	2	4
				Физика	3	5
222	Перов	211	3257	ВМ	3	4
				Химия	1	5
				ВТ	4	4
333	Иванов	301	3589	ТМ	2	5
110	Поляков	201	3290	ВМ	1	4

 

Рис.5. Данные для размещения в БД

Для иллюстрации того, почему таблица на рис.5 не является отношением, выделим одну "строку" из таблицы (рис.6).

111	Серов	120	2135	ВМ	3	2
				ТМ	2	4
				Физика	3	5

Рис.6. Одна "строка" таблицы, приведенной на рис.5.

На этом рисунке значения четырех полей Сном, Сфам, Кном и Тном - атомарные (атомарным называется неделимое значение, а не множество, или кортеж, значений из некоторых доменов), в то время как значения в полях Дисциплина,  Семестр и Оценка - множественные.

Данная "строка" очевидным образом отличается по форме от кортежей. Отличие в том, что не все поля строки содержат атрибуты, значения которых атомарные. Для придания данным, приведенным на рис.5, формы отношения необходимо реконструировать их таким образом, чтобы каждый элемент кортежа имел атомарное значение. Обычно это удается сделать с помощью простого процесса вставки (результат для данного случая показан на рис.7). В результате этого процесса добавляется большой объем избыточных данных – исключение избыточности достигается на следующих этапах проектирования.

 

УСПЕВАЕМОСТЬ

Сном	Сфам	Кном	Тном	Дисц.	Сем.	Оценка
111	Серов	120	2135	ВМ	3	2
111	Серов	120	2135	ТМ	2	4
111	Серов	120	2135	Физика	3	5
222	Перов	211	3257	ВМ	3	4
222	Перов	211	3257	Химия	1	5
222	Перов	211	3257	ВТ	4	4
333	Иванов	301	3589	ТМ	2	5
110	Поляков	201	3290	ВМ	1	4

Рис.7. Данные из таблицы, приведенной на рис.5, помещенные в корректное отношение.

Таблица на рис.7 представляет собой экземпляр корректного отношения. Его называют универсальным отношением проектируемой БД. В одно универсальное отношение включаются все представляющие интерес атрибуты, и оно может содержать все данные, которые предполагается размещать в БД в будущем. Для малых БД (включающих не более 20 атрибутов) универсальное отношение может использоваться в качестве отправной точки при проектировании БД.

Справедливости ради следует заметить, что большое количество атрибутов не является ограничивающим фактором при выборе метода проектирования, так как на начальном этапе проектирования можно воспользоваться обобщенными атрибутами, включающими в себя любое количество атрибутов. Например, вместо атрибутов характеризующих студента можно использовать атрибут – характеристика студента, вместо атрибутов, характеризующих технологический процесс можно использовать атрибут – характеристики техпроцесса и т.д. На следующих этапах проектирования эти обобщенные атрибуты должны быть раскрыты.