Преобразование концептуальной модели в реляционную

Преобразование концептуальной модели в реляционную состоит в следующем:

1. Построить набор предварительных таблиц и указать первичные ключи.

2. Провести процесс нормализации.

Первый пункт был рассмотрен ранее, со вторым ознакомимся на практике. Итак, надо построить набор таблиц. Сделать это несложно, т.к. таблицы – это объекты, а поля таблиц – атрибуты объектов.

Концептуальная модель имеет вид:

Набор предварительных таблиц, исходя из концептуальной модели, выглядит так:

Таким образом, определены таблицы, поля, первичные ключи (РК) и связи (FK). Обратите внимание, в таблицах «Журнал поставок» и «Журнал покупок» первичные ключи – составные, т.е. состоят из двух полей. Теоретически бывают таблицы, в которых все поля являются одним составным ключом. Переходим ко второму пункту, а именно к нормализации отношений (таблиц).

Нормализация – это пошаговый, обратимый процесс замены исходной схемы другой схемой, в которой таблицы имеют более простую и логичную структуру.

Для чего это нужно? Во-первых, для устранения избыточности данных. Например, в примере для форума (см. предыдущий раздел), осталась бы вот такая таблица:

В поле «Темы» часто повторяются одни и те же названия. Помимо того, что для их хранения потребуются дополнительные ресурсы памяти, при дублировании информации очень несложно допустить ошибку при вводе значений атрибута, в результате чего БД перейдет в несогласованное состояние. Кроме того, при работе с такими таблицами могут возникнуть так называемые аномалии обновления. Например, если удалить из этой таблицы четвертое сообщение, то вместе с ним пропадет и информация о теме. Такая ситуация представляет собой аномалию удаления. Если изменится название темы, то придется просмотреть все строки и в каждой заменить старую тему на новую. Это так называемая аномалия модификации. Существуют и другие виды аномалий. Далеко не всегда эти недостатки можно учесть сразу. Для их устранения и применяется процесс нормализации. Он включает ряд правил, используемых для проверки всех таблиц базы данных. Различают:

1НФ – первая нормальная форма

2НФ – вторая нормальная форма

3НФ – третья нормальная форма

НФБК – нормальная форма Бойса-Кодда

4НФ – четвертая нормальная форма

5НФ – пятая нормальная форма

Каждая нормальная форма налагает определенные ограничения на данные. Каждая нормальная форма более высокого уровня предполагает, что анализируемая таблица уже находится в нормальной форме на уровень ниже рассматриваемой. В ходе нормализации схема базы данных становится все более строгой, а ее таблицы все менее подвержены различного рода аномалиям. Для реляционных баз данных необходимо, чтобы ее таблицы находились в 1НФ. Нормальные формы более высоких уровней могут использоваться разработчиками по своему усмотрению. Однако грамотный специалист стремится к тому, чтобы довести уровень нормализации базы данных хотя бы до 3НФ, тем самым исключив избыточность данных и аномалии обновления. Надо сказать, что НФБК, 4НФ и 5НФ используются крайне редко. Поэтому рассмотрим только первые три.