Информационные системы и базы данных
ИНФОРМАТИКА | Последнее обновление 03. 07. 2023 Admin |
Page 1 of 1 1
| ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ |  |
§ 6
Проектирование многотабличной базы данных
Рассмотрим на конкретном примере методику проектирования многотабличной базы данных. Для этого снова вернемся к задаче моделирования работы с информацией, выполняемой приемной комиссией при поступлении абитуриентов в университет (см. § 3).
Табличная форма модели данных
В § 3 была построена модель данных, состоящая из трех взаимосвязанных таблиц. Воспроизведем ее еще раз.
|
|
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||
Эти три таблицы можно рассматривать как модель данных в реляционной СУБД. Но работать с БД в таком виде неудобно. Помимо того что реляционная БД должна состоять из таблиц, к ней предъявляется еще ряд требований.
Одним из главных требований является требование отсутствия избыточности (или минимизация избыточности) данных. Избыточность приводит к лишнему расходу памяти. Память нужно экономить. Это не только увеличивает информационную плотность базы данных, но и сокращает время поиска и обработки данных.
Очевидный недостаток описанных таблиц — многократное повторение длинных значений полей в разных записях. Например, название специальности «Радиофизика и электроника» будет повторяться в 100 записях для 100 абитуриентов, которые на нее поступают. Проще сделать так. В таблице СПЕЦИАЛЬНОСТИ для каждой специальности ввести свой короткий код. Тогда полное название запишется в БД только один раз, а в анкетах абитуриентов будет указываться только код. Точно так же можно закодировать названия факультетов.
Внесем изменения в таблицы ФАКУЛЬТЕТЫ и СПЕЦИАЛЬНОСТИ.
|
|
Здесь предполагаются два упрощающих допущения: пусть на разных специальностях одного факультета сдаются одни и те же экзамены, а число экзаменов на всех факультетах равно трем (это вполне разумно).
Очень неудобной для работы является таблица АБИТУРИЕНТЫ. В ней слишком много полей. В частности, такую таблицу неудобно будет просматривать на экране, легко запутаться в полях.
Поступим следующим образом. Разделим «большую» таблицу АБИТУРИЕНТЫ на четыре таблицы поменьше:
|
|
|
|
С такими таблицами работать гораздо проще. На разных этапах работы приемной комиссии каждая из этих таблиц будет иметь самостоятельное значение.
Таблица АНКЕТЫ содержит анкетные данные, не влияющие на зачисление абитуриента в вуз. В таблице АБИТУРИЕНТЫ содержатся сведения, определяющие, куда поступает абитуриент, а также данные, которые могут повлиять на его зачисление (предположим, что это может быть производственный стаж и наличие медали). Таблица ОЦЕНКИ — это ведомость, которая будет заполняться для всех абитуриентов в процессе приема экзаменов. Таблица ИТОГИ будет содержать результаты зачисления всех абитуриентов.
Отношения и связи
Каждая из спроектированных выше таблиц будет представлена в БД отдельным отношением. Опишем все их в строчной форме, дав в некоторых случаях полям сокращенные имена и подчеркнув главные ключи.
ФАКУЛЬТЕТЫ (КОД ФКТ, ФАКУЛЬТЕТ, ЭКЗАМЕН_1, ЭКАМЕН 2, ЭКЗАМЕН З)
СПЕЦИАЛЬНОСТИ (КОД СПЕЦ, СПЕЦИАЛЬНОСТЬ, КОД_ФКТ, ПЛАН)
АБИТУРИЕНТЫ (РЕГНОМ, КОД_СПЕЦ, МЕДАЛЬ, СТАЖ)
АНКЕТЫ (РЕГ_НОМ, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ДАТА РОЖД, ГОРОД, УЧ ЗАВЕДЕНИЕ)
ОЦЕНКИ (РЕГНОМ, ОЦЕНКАХ, ОЦЕНКА_2, ОЦЕНКА_3)
ИТОГИ (РЕГНОМ, ЗАЧИСЛЕНИЕ)
Чтобы эти шесть таблиц представляли собой систему, между ними должны быть установлены связи.
Фактически связи уже имеются через общие имена полей. Первые два отношения связаны между собой кодом факультета, второе и третье — кодом специальности, а четыре последних — регистрационным номером. Связи позволяют определить соответствия между любыми данными в этих таблицах, например между фамилией некоторого абитуриента и его оценкой по математике; между названием города и результатами экзамена по русскому языку выпускников школ этого города и пр. Благодаря этим связям возможно получение ответов на запросы, требующие поиска информации в нескольких таблицах одновременно.
Схема базы данных
Для явного указания связей между таблицами должна быть построена схема базы данных. В схеме указывается наличие связей между таблицами и типы связей. Схема для нашей системы представлена на рис. 1.11.
В схеме использованы два типа связей: один к одному и один ко многим- Первый обозначен двунаправленной одинарной стрелкой, второй — одинарной стрелкой в одну сторону и двойной в другую. При связи «один к одному» с одной записью в таблице связана одна запись в другой таблице. Например, одна запись об абитуриенте связана с одним списком оценок. При наличии связи «один ко многим» одна запись в некоторой таблице связана с множеством записей в другой таблице. Например, с одним факультетом связано множество специальностей, а с одной специальностью — множество абитуриентов, поступающих на эту специальность.
Связь «один ко многим» — это связь между двумя соседними уровнями иерархической структуры. А таблицы, связанные отношениями «один к одному», находятся на одном уровне иерархии. В принципе все они могут быть объединены в одну таблицу, поскольку главный ключ у них один — РЕГ_НОМ. Но чем это неудобно, было объяснено выше.
Что такое целостность данных
СУБД поддерживает организацию связей между таблицами БД, обеспечивающую одно важное свойство базы данных, которое называется целостностью данных.
Система не допустит, чтобы одноименные поля в разных связанных между собой таблицах имели разные значения. Согласно этому принципу, будет автоматически контролироваться ввод данных. В связанных таблицах может быть установлен режим каскадной замены: если в одной из таблиц изменяется значение поля, по которому установлена связь, то в других таблицах одноименные поля автоматически изменят свои значения. Аналогично действует режим каскадного удаления: достаточно удалить запись из одной таблицы, чтобы связанные записи исчезли из всех остальных таблиц. Это естественно, поскольку, например, если закрывается какой-то факультет, то исчезают и все его специальности. Или если у абитуриента изменяют регистрационный номер в таблице АБИТУРИЕНТЫ, то автоматически номер должен обновиться и в других таблицах.
На этом проектирование базы данных завершается. Это был теоретический этап. Практическая работа по созданию базы данных будет проходить в рамках компьютерного практикума.
Система основных понятий
Проектирование многотабличной базы данных |
||
1-й этап: анализ предметной области Результат: построение структуры данных — информационной модели предметной области |
||
2-й этап: построение модели данных для будущей БД |
||
Реляционная модель данных (система таблиц) |
||
Типы связей |
Схема |
Целостность |
Один к одному, один ко многим |
Граф, отражающий структуру данных и связей В БД |
Свойство согласованности действий с повторяющимися данными (поддерживается СУБД) |
Вопросы и задания
1. а) Перечислите задачи, которые должна решать проектируемая информационная система «Приемная комиссия».
б) Какие информационные процессы происходят на различных этапах приемной кампании в вузе?
в) Какая информация добавляется к базе данных на каждом этапе?
2. а) В чем заключается построение модели данных?
б) Что означает свойство целостности БД?
в) Какие данные следует добавить в БД приемной комиссии, если требуется учитывать преподавателей, принимающих экзамены, и деление абитуриентов на экзаменационные группы?
г) Какие данные следует добавить в БД приемной комиссии, если дополнительно к требованиям предыдущего задания нужно учитывать расписание экзаменов, т. е. сведения о том, где, когда и какому преподавателю сдает экзамен данная группа?
д) Постройте схему БД с учетом выполнения заданий 2, в и 2, г.
3. а) При проектировании БД были определены следующие отношения: МАГАЗИН(НОМЕР МАГ, ТИП, АДРЕС, ДИРЕКТОР, ТЕЛЕФОН) ОТДЕЛ (НАЗВАНИЕ ОТД, ЗАВЕДУЮЩИЙ, ТЕЛЕФОН) ПРОДАВЕЦ (ТАБЕЛЬНЫЙНОМ, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, КАТЕГОРИЯ)
Являются ли эти отношения связанными? Добавьте всё, что необходимо для их связи; изобразите схему БД в графическом виде.
б) Спроектируйте базу данных для информационной системы «Наша школа», содержащей сведения об учителях, учениках, классах, изучаемых предметах. Замечание: данное задание носит творческий характер и может быть выполнено во многих вариантах. Устройте конкурс на лучшее решение этой задачи.
ВЕРНУТЬСЯ НА СТРАНИЦУ ПЛАНИРОВАНИЯ
Page 1 of 1 1
