Универсальное отношение

Рассмотрим задачу проектирования БД на базе сводной таблицы, пример которой приведен на рис. 6.1. Предложенная таблица отражает результаты сдачи сессии (шкала оценок: 0 — незачет; 1 — зачет; 2, 3, 4, 5 — экзаменационная оценка).

Этот вариант таблицы «Сессия» не является отношением, так как большинство ее столбцов не атомарный. Атомарными являются лишь значения столбцов «ФИОстудента», «Семестр». Остальные столбцы таблицы — множественные.

Для преобразования данных в отношение необходимо реконструировать таблицу, например, с помощью простого процесса вставки, результат которой показан на рис. 6.2.

Очевидно, что такое преобразование приводит к возникновению большого объема избыточных данных.

Таблица на рис. 6.2 представляет собой корректное отношение. Такое отношение 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. При проектировании некоторых БД универсальное отношение может использоваться в качестве отправной точки.

Однако при использовании универсального отношения возникают, по крайней мере, две проблемы.

1. Избыточность данных. Значения столбцов таблицы многократно повторяются. Повторяются также и некоторые наборы значений столбцов, например, данные о дисциплине.

2. Потенциальная противоречивость. Если при вводе данных, например, количества часов для дисциплины «Английский язык», была допущена ошибка, то для ее исправления необходимо найти все строки, содержащие сведения об этой дисциплине, и во всех этих строках произвести изменения. Более, того, при заполнении такой таблицы могут быть использованы различные формы записи одного и того же значения, например: «Англ. язык» и «Английский язык», «Мат. анализ» и «Математический анализ».

Решение этих проблем состоит в разделении данных и связей, т. е. в выделении в отдельные таблицы сведений остудентах, преподавателях, дисциплинах и результатах сдачи экзаменов (рис. 6.3).

Заменим в таблицах «Результаты сессии» и «Учебный план» конкретные значения на их номера в других таблицах и получим, помимо значительного упрощения процедуры модификации текстовых значений, дополнительные возможности по включению строк в таблицы «Студенты», «Преподаватели», «Дисциплины», что значительно расширяет возможности БД.

Теперь при изменении названия «Математический анализ» на «Мат. анализ» исправляется единственное значение в таблице «Дисциплины». И даже если оно вводится с ошибкой, то это не может повлиять на связь между дисциплиной, преподавателем и студентом (в связующей таблице «Результаты сессии» используются номера дисциплин учебного плана, а не их названия).