15 Model związków encji

1
Informatyczne Systemy
Zarządzania
Wykład 3: Projektowanie
relacyjnych BD (56 slajdów)
Wykładowca:
Prof. Anatoly Sachenko
Ogólny zarys wykładu
Etapy
projektowania
System analizujący dziedzinę zastosowania
Modelowanie BD
Model związków encji
Model relacyjny
Wybór Systemem zarządzania bazą danych
(DBMS)
Projektowanie logiczne (model pojęciowy)
Projektowanie fizyczne
2
Etapy projektowania
- cykl życia Bazy Danych
 Główne
etapy cyklu życia BD to:
 Projekt BD
 Projekt formularza
 Wdrażanie BD
 Opracowanie narzędzi do administrowania DB
 Użytkowanie BD
 Proces projektowania BD jest sekwencją zmian od
nieformalnego,
werbalnego
zapisu
struktury
informacyjnej dziedziny danego problemu, do
sformalizowanego opisu przedmiotu dziedziny
zainteresowania w odniesieniu do jakiegoś modelu
3
Etapy projektowania – dwa spojrzenia
System analizujący
dziedzinę
zastosowania
Modelowanie BD
Projektowanie
konceptualne
wybór
DBMS
Projektowanie logiczne
(model pojęciowy)
Projektowanie fizyczne
(model nadający się do
implementacji)
Projektowanie logiczne
(model pojęciowy)
Projektowanie fizyczne
(model nadający się do
implementacji)
4
System analizujący dziedzinę
zainteresowania - podejście funkcjonalne
Podejście funkcjonalne opiera się na zasadzie
przepływu “od zadania”
 jest to wprowadzane z czyn gdy działania
jakiejś grupy użytkowników i złożone zadania
są znane uprzednio
BD jest projektowana dla utrzymania obu
powyższych
W tym przypadku możemy dokładnie wybrać
niezbędny, minimalny zbiór obiektów z
dziedziny wiedzy, która musi zostać opisana

5
System analizujący dziedzinę
zainteresowania - podejście funkcjonalne
 Podejście
funkcjonalne stosowane jest gdy potrzeby
informacyjne przyszłych użytkowników BD nie są
dokładnie ustalone
 Powyższe
potrzeby mogą być wielowymiarowe oraz wysoce
dynamiczne
 Nie możemy ustalić dokładnie minimalnego zbioru
obiektów które maja być opisane w danej dziedzinie
W
tym przypadku opisanie dziedziny zawiera
najbardziej typowe obiekty i powiązania
BD nazywana jest przedmiotową BD
i może być wykorzystywana do różnorodnych
problemów które zostały wstępnie zdefiniowane
 Zaprojektowana
6
7
System analizujący dziedzinę
zainteresowania (c.d.)
System analizujący powinien zakończyć się:
 Szczegółowym opisem informacji dotyczących
obiektów należących do dziedziny zainteresowania
 Sformułowaniem
charakterystycznych zadań,
rozwiązaniu których służyć ma BD oraz krótkim
opisem algorytmu rozwiązania tego zadania
 Opisem dokumentów wyjściowych, które system
powinien stworzyć
 Opisem dokumentów wejściowych stanowiących
przyszłą bazę - danych wejściowych do BD
8
System analizujący dziedzinę
zainteresowania - przykład
 Wymagany
jest rozwój systemu informatycznego
obsługującego wypożyczanie oraz zwroty książek z biblioteki
 Wewnątrz biblioteki książki mogą posiadać unikalny,
systemowy numer i nazwę
 Każda książka w bibliotece może mieć kilka kopii; ponadto
cechują ją następujące parametry:
 Unikalny kod
 Nazwa
 Nazwisko autora
 Miejsce wydania
 Wydawnictwo
 Rok wydania
 Ilość stron
 Cena
 Ilość kopii dostępnych w bibliotece
9
System analizujący dziedzinę
zainteresowania – przykład (c.d.)
 System
powinien udostępnić systematyczny katalog
 Bibliotek posiada indeks kart czytelników ; każdy
czytelnik zostaje zarejestrowany na podstawie
następujących informacji :
Nazwisko, imię, drugie imię
 Adres domowy
 Nr telefonu
 Data urodzenia

 Użytkownicy
mogący korzystać z systemu:
Czytelnicy
 Bibliotekarze
 Pracownicy administracyjni biblioteki

10
System analizujący dziedzinę
zainteresowania – przykład (c.d.)
 Bibliotekarz
powinien potrafić:
Wpisywać/wypisywać czytelników, oraz wypożyczane przez nich
książki
 Przyjmować nowe książki, rejestrować je w bibliotece, przypisywać je
odpowiednim dziedzinom wiedzy
 to conduct books cataloguing and book removing

 Czytelnik
może:
Przeglądać katalog systemowy – listę wszystkich dostępnych w
bibliotece książek, zgodnie z dziedzina wiedz
 Otrzymać kompletną listę książek biblioteki wewnątrz wybranej
dziedziny wiedz
 Dla wybranych książek:

Otrzymać an nr indeksów dostępnych kopii , OR
 Otrzymać informację o barku dostępnej książki, i
 Uzyskać informacje o najbliższym terminie zwrotu

 Pracownicy

administracyjni biblioteki mogą:
Wyszukiwać informacje o dłużnikach, mało popularnych książkach,
System analizujący dziedzinę
zainteresowania – przykład (c.d.)
powinien zastrzegać następujący limit
informacji:
 System
 Książka
nie może być bez autora
 Czytelnik biblioteki nie może mieć mniej niż 17 lat, a
książki opublikowane nie wcześniej niż w roku 1960
 Każdy czytelnik może wypożyczać nie więcej niż 5 książek, i
tylko po jednym egzemplarzu każdej z nich
 Każdy czytelnik musi w trakcie rejestracji podać nr
telefonu : domowy lub służbowy
 Każda dziedzina zainteresowania może odnosić się
jednocześnie do wielu książek
 każda książka z osobna może być związana z wieloma
dziedzinami zainteresowań
11
12
Modelowanie – Model związków encji
związków encji (ER model ) opisuje dane za
pomocą encji, atrybutów i relacji
 Powstały w 1976 roku – twórca: Peter Pin Shan
Chen
 zaproponował
on metodę diagramowania
nazywaną Diagramami Związków Encji (ERD),
która wkrótce została przyjęta
 ERD wykorzystuje:
 prostokąty do opisu encji
 elipsy dla atrybutów, oraz
 romby reprezentujące relacje
 Model
13
Model związków encji – prezentacja
graficzna
14
Model związków encji – inna prezentacja
graficzna
Encje
Atrybuty
Związki
15
Model związków encji – definicja encji
to" coś co istnieje (obiekt), co odróżnia się od
innych, o czym trzeba mieć informację“ - Peter Chen
 Encja
 Tak
więc encją może być osoba, miejsce, obiekt, zdarzenie,
lub pojęcie o którym chcemy przechowywać dane
 Każdy
zbiór encji powinien mieć unikalną nazwę,
która powinna przedstawiać typ lub kategorię rzeczy,
a nie przykład
 Kilka przykładów zawierających encje:
 Encją
dla osoby może być PRACOWNIK, WETERYNARZ
lub STUDENT
 Encja miejsca- STAN lub PAŃSTWO
 Encja obiektu- BUDYNEK, SAMOCHÓD lub PRODUKT
 Encja pojęcia- DZIEDZINA
Model związków encji – definicja relacji
– są powiązane binarnie co pokazuje jak encje
są zrelacjonowane lub jak ze sobą współdziałają
 Relacje może istnieć pomiędzy różnymi encjami lub
w jednej encji (związek rekurencyjny)
 Pokazuje to jak poszczególne wystąpienia encji są ze
sobą zrelacjonowane
 Rodzaje relacji pomiędzy encjami
 Relacje

1:1 ("jeden do jeden") — encji odpowiada dokładnie jedna encja

1:M ("jeden do wielu") — encji odpowiada jedna lub więcej encji

M:M ("wiele do wielu") — jednej lub więcej encjom odpowiada jedna
lub więcej encji.
16
Model związków encji –
relacja jeden-do-jeden
nazywamy jeden-do-jeden, gdy któreś z
wystąpień encji X może być kojarzony tylko z
jednym wystąpieniem encji Y.
Przyjmuje się, że jest tylko jedna osoba w biurze,
jest to relacja jeden-do-jeden pomiędzy biurem
a pracownikiem
Relacje
17
Model związków encji –
relacja jeden-do-wielu
 Relacje
nazywamy jeden-do-wielu, gdy pojedyncze
wystąpienie encji może być kojarzone z wieloma
wystąpieniami kolejnych encji
 Zakłada się, ze jest tylko jeden budynek w którym
znajduje się kilka biur, jest to relacja jeden-dojeden pomiędzy budynkiem a biurem
18
Model związków encji –
relacja wiele-do-wielu
19
rzeczywistym świecie istnieje mnóstwo
przykładów relacji wiele-do-wielu
Student
uczestniczy w wielu kursach; w
każdym kursie uczestniczy wielu studentów
Klienci kupują w wielu sklepach; w każdym
sklepie jest wielu klientów
W
Model związków encji –
relacja wiele-do-wielu (c.d.)
Relacja wiele-do-wielu nie może być przedstawiona
bezpośrednio w relacyjnej bazie danych
Zamiast tego, stosuje się moduły relacji
pośredniczących o relacji jeden-do-wielu z każdym z
autentycznych uczestników
Taka relacja pośrednicząca jest zazwyczaj
nazywana tabelą krzyżową
20
Model związków encji – przykład
“biblioteka”
krokiem jest wybór encji
 Wybieramy encję «książka», każda książka posiada
unikalny kod, który będzie kluczem podstawowym
 Każde wystąpienie encji«książka» odzwierciedla
opis książki znajdujący się w katalogu systemowym,
(nie określona książka)
 Aktualnie w bibliotece może znajdować się kilka
kopi książki, dlatego też tak ważne jest przypisanie
warunku encji «egzemplarz»
 Kolejne wystąpienia encji «egzemplarz»
odzwierciedla określony dla każdej książki unikalny
numer inwentarza
 Pierwszym
21
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
 Pomiędzy
encjami «książka» i «egzemplarz»
występuje relacja 1:M, obowiązująca dla obu stron
 Międzynarodowy
Znormalizowany Numer Książki ISBN jest unikalny dla jednej edycji książki , ale może
istnieć więcej niż jedna kopia danej książki w bibliotece
 Jeżeli książka jest opisana w encji «książka», to co
najmniej jedne wystąpienie tej książki przypisane jest
encji «egzemplarz»
 W innym przypadku książka nie jest przypisana
warunkowi encji «książka»
 Inaczej, jeżeli książka przedstawiona jest w encji
«egzemplarz», powinna być opisana również w encji
«książka»
22
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
na temat czytelników znajdują się pod
warunkiem encji «czytelnik»
 Informacje

każde wystąpienie tej encji będzie przypisane określonemu
czytelnikowi

Dla identyfikacji czytelników, przypisane są im unikalne numery
ID
ID będzie kluczem podstawowym dla encji
«czytelnik»
 Dodatkowymi atrybutami encji «czytelnik» jest np.:
“imię” i “nazwisko”, “adres czytelnika”, “telefon
domowy” lub “telefon do pracy”
 Każdy czytelni może mieć kilka książek w tym samym
czasie
 Numer
23
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
sytuacji wypożyczanie/zwrot książek
powinna być tworzona przez relacje pomiędzy encją
<<czytelnik>> a <<egzemplarz>>
 Reprezentacja
typ
takiej relacji to 1:M (nie wymagane dla
obu stron):
czytelnik w pewnym momencie może nie
mieć wypożyczonych książek
z drugiej strony, przykładowe książki
mogą nie być wypożyczane przez
czytelników
24
25
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
 Katalog
systemowy zawiera listę wszystkich obszarów
ekspertyz problemowych dla książek w bibliotece.
 Będzie to zaprezentowane w encji <<katalog>>
 Tytuł obszary ekspertyz problemowych może być zbyt długi,
więc przedstawimy dwa przypisy (opisy)
 Kod obszarów ekspertyz problemowych oraz <<tytuł
dziedziny zainteresowania>>
 atrybut dziedzina zainteresowania będzie kluczem
podstawowym
 używając dodatkowego polaczenia «egzemplarz» i «książka»
możemy w każdym czasie ustalić które dokładnie książki są
wypożyczone przez którego czytelnika.
26
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
Każda
książka może zawierać informacje z
wielu dziedzin zainteresowania oraz są też
dziedziny zainteresowania zawierające wiele
książek
Więc
związek między encjami <<katalog>> i
<<książka>> jest M:M, obowiązkowy dla
obu stron.
27
Model związków encji – przykład
“biblioteka” (c.d.)
Books
Readers
ISBN
Title
Author
Publisher
Publishing place
Publishing date
Number of pages
# of library ticket
Name
Birth date
Sex
Home phone
Work phone
Have a book
Have info. from
Information
is in
System Catalog
Knowl. area code
Title of knowl. area
Exemplar
Relate to
Change in
Inv. number
Presense in library
Date in
Date out
Have
Is in
Model stosunkowy - Przekształcenie
Zasad modelu ER w relacyjne

Każda jednostka modelu ER (relacja encji) odpowiada jednostce modelu
podrzędnego.


Każdy tytuł powinien być po łacinie, bez odstępów
Każdy atrybut modelu ER staje się atrybutem właściwej jednostki w modelu
podrzędnym.

Tytuły powinny być w języku łacińskim, bez odstępów

Atrybuty które należą do KLUCZA PODSTAWOWEGO przyjmują obowiązkową
zasadę (NOT NULL- NIE ZERO)

Każda podporządkowana encja jest dodawana do głównej encji co jest
podstawowym kluczem encji głównej

Ten zestaw atrybutów staje się obcym kluczem dla podporządkowanych encji

Dla modelowania fizycznego poziomu atrybuty – które reprezentują obcy klucz
– uzyskują:

NULL- własność relacji obowiązkowej

NOT NULL- w relacji nieobowiązkowej
28
Model stosunkowy - Przekształcenie Zasad
modelu ER w relacyjne(Kontynuacja)

Relacja Wiele-do-Wielu jest dopuszczana przez model ER


Ale nie może być to przedstawione bezpośrednio w relacyjnej bazie
danych.
W tym przypadku jest to sposób stworzenia specjalnego mechanizmu
pozwalającego na mnożenie wielorakich łączy dla relacyjnego modelu przy
pomocy dopuszczalnych kategorii

Dlatego pomiędzy encjami <<KSIĄŻKA>> i <<KATALOG>> została
stworzona tabela krzyżowa <<ZWIĄZEK>>, która posiada tylko dwa
atrybuty:


ISBN – numer książki i
KW_COD – kod dziedziny zainteresowania

Każdy atrybut nowej relacji jest KLUCZEM OBCYM atrybutów

Obydwa atrybuty razem tworzą KLUCZ PODSTAWOWY dla tego
związku
29
Relacyjny model "biblioteki"
30
Wybór DBMS - główne kryteria
 Są
następujące kryteria dla wyboru DBMS:
 Modelowanie danych
 Używany model danych
 procedury urachamiające i przechowujące
 Wyszukiwanie narzędzi
 Dotarczanie typów danych
 Realizacja pytań językowych
 Cechy architektury i funkcjonalne możliwości:
 Zmienność
 Skalowalność
 Pozycja dystrybucji
 Możliwości tworzenia sieci
31
Wybór DBMS - główne kryteria
(kontynuacja)



Kontrola nad układem pracy:

Kontrola nad użyciem pamieci komputera

Automatyczne strojenie
Cechy dla rozwoju aplikacji

Narzędzia projektowe

Wielojęzykowe wsparcie

Możliwości rozwoju podań bazujących na stronach internetowych

Wspieranie oprogramowania językowego
Wydajność:

Klasyfikacja TPC (Transakcje procentowe)

Możliwości równoległej architektury

Możliwości optymalizacji wątpliwości
32
Wybór DBMS - główne kryteria
(kontynuacja)
 Niezawodność:
 odnowienie
po awarii
 rezerwowe kopie
 zmienne wycofanie
 Wielopoziomowy system zabezpieczeń
 Wymagania dla środowiska pracowniczego
 Pomocne programy komputerowe
 spełnienie minimalnych wymogów dotyczących sprzętu
komputerowego
 Maksymalny rozmiar pamięci adresowej
 System operacyjny, w którym DBMS jest zdolny do pracy
33
DBMS - powszechne relacje DBMS
 Systemy
DBMS:
 Oracle
 MySQL
 Microsoft
SQL Server
 Microsoft Access
 PostgreSQL
 CSQL
 FrontBase
 DB2
 Informix
 InterBase
 Microsoft Visual FoxPro, …
34
Logiczny projekt danych - dokumenty
końcowe
 Projektowanie
logiczne w relacyjnych bazach prowadzi do
rozwoju bazy danych
 jest to pakiet schematów relacyjnych, które ostatecznie
modelują:
 abstrakcyjne obiekty dziedziny
 Semantyczne łącza pomiędzy tymi obiektami
 wspólne dokumenty jako rezultat fazy logicznego projektu:
 Opis pojęciowego schematu w okresie selekcji DBMS
 Opis zewnętrznych modeli w okresie selekcji DBMS
 Opis oznajmujących zasad dla zintegrowanego wspierania
DB
 Rozwój procedur wspierających semantyczną integrację DB
35
Logiczny projekt danych - dwa sposoby
 Projektowanie
logiczne może odbywać się na dwa
sposoby:
 dekompozycja (partycjonowanie) – gdy zbiór encji
źródłowych- jako część bazy danych – jest
zastępowanych przez zbiór innych encji (w tym
przypadku jest to wzrost liczby)
 ostatnia jest zabezpieczeni
 em źródła encji
 synteza – droga prowadząca do zamontowania
danego źródła elementarnej relacji pomiędzy
obiektami schematu dziedziny bazy danych
36
Logiczny projekt danych - proces
normalizacji
 Teoria
normalizacji bazuje na analizie funkcjonalnych
zależności pomiędzy powiązanymi atrybutami
 Normalizacja – jest techniką produkcyjną zestawu tabel z
potrzebnymi własnościami, które wspierają wymagania
użytkownika lub firmy
 Głównym celem relacyjnego projektu DB jest grupa kolumn
w tabelach do zmniejszenia nadmiaru danych i redukcja
przestrzeni magazynowej wymaganej przez bazowe tabele
 Główne cechy form normalnych:
 Każda kolejna forma jest lepsza niż poprzednia
 Kiedy zamienia się w kolejną normalną formę, własności
poprzedniej zostają zachowane
37
Logiczny projekt danych - Formy
Normalne
Jest następujący porządek Formy Normalnej
 Pierwsza forma normalna (1NF )
 Druga forma normalna (2NF)
 Trzecia (3NF)
 forma normalna Boyce-Codd'a (BCNF)
 Czwarta forma normalna (4NF)
 Piąta forma normalna (5NF lub PJNF)
 Schemat BD nazwany jest równoważnikiem jeśli:
 Zawartość początkowa BD może być zrobiona z
naturalnych relacji złączy, które są włączone w schemat
wynikowy i
 Nie pojawiają się tam nowe wiersze

38
Proces normalizacji – pełno
funkcjonalna zależność


funkcjonalna zależność zbioru atrybutów B dla encji R ze zbiorem
atrybutów A tej samej encji jest odnotowana jako:

R.A -> R.B lub A -> B

oznacza to korelacje projekcji R[A] oraz R[B] gdzie żaden element
projekcji R[A] nie koresponduje przez jakiś czas tylko z jednym
elementem projekcji R[B] który nie jest częścią (razem z R[A]) żadnego
wiersza w encji R
funkcjonalna zależność R.A -> R.B jest nazywana zależnością pełną, jeżeli:

zbiór atrybutów B jest funkcjonalnie zależny od A, oraz

nie zależny to od żadnego podzbioru A, LUB (formalnie):

żadne A1 ∈ A => R.A -/-> R.B, co należy czytać

dla żadnego A1 należącego do zbioru A, R.B nie zależy
funkcjonalnie od R.A

w przeciwnym wypadku R.A -> R.B jest nazywane nie zero jeden
39
Proces normalizacji - Transitive
Functional Dependency
funkcjonalna
zależność R.A -> R.B jest
nazywana przechodnią zależnością
 zbiór atrybutów C istnieje, I:
С nie jest podzbiorem А
С nie wyklucza В
funkcjonalna zależność R.A -> R.C istnieje
funkcjonalna zależność R.C -> R.A nie
istnieje
funkcjonalna zależność R.C -> R.B istnieje
40
Normalization Process– Armstrong
Axioms

Funkcjonalne zależności BD stworzona na potrzeby uniknięcia nadmiaru
reprezentacji,

To zakładało liczbę zależności, które mogą być odejmowane od innych
używając 3 maksym Armstronga:

Zwrotność:


Dopełnienie:



If А->В , then АС->ВС
Przechodność:


If В is a subset of А, then А ->В
If А->В and В->С , then А->С
Zostało to aksjomatycznie udowodnione, wyczerpująco i gruntownie.
Zbiór wszystkich możliwych wszystkich funkcjonalnych niezależności
nazywany jest zamknięciem danego zbioru początkowego zbioru zależności
funkcjonalnych
41
Proces normalizacji – Pierwsza normalna
forma(1NF)
42
 encja
jest prezentowana w 1NF kiedy:
 podstawowe wartości atrybutów są w punktach
przecinania się wszystkich kolumn i wierszy
 Tabela „plan zajęć” poniżej nie jest prezentowana w 1 NF
Proces normalizacji – Pierwsza normalna
forma(Continued)
43
 By
zredukować relację “plan” do 1 NF niezbędne jest
uzupełnienie każdego rzędu w tabeli nazwiskiem wykładowcy
prowadzącego
 Tabela “plan zajęć” poniżej jest prezentowana w 1 NF
Druga normalna forma(2NF) - Definicja
jest w 2 NF jeśli:
 Jest w 1 NF i
 Nie ma nieodpowiednich funkcjonalnych
zależności niepodstawowym kluczem atrybutów a
kluczem podstawowym
 Innymi słowy:
 Formalną definicją 2 NF jest jednostka, która
jest w 1 NF i
 Każdy nie główny klucz jest w pełni
funkcjonalnie zależny od podstawowego
klucza
 Encja
44
Druga normalna forma(2NF) – Przykład

Spójrzmy na encje pokazująca proces egzaminacyjny studentów


struktura tej encji mogłaby by być opisana przez zbiór następujących
atrybutów:
(nazwisko, numer indeksu, grupa, przedmiot, ocena)
kluczem podstawowym dla tej encji mógłby być (nr indeksu, przedmiot) jako
unikalny dla każdego identyfikowanego wiersza encji

z innej strony, atrybut nazwisko czy tez grupa, zależny jedynie od części
klucza podstawowego – numer indeksu, tak wiec




ta encji nie ma w pełni funkcjonalnie zależnych atrybutów
Aby znormalizować ta encje do 2NF należny zaprojektować w niej dwie
encje o pełnej funkcjonalne zależności od atrybutu klucza podstawowego
(nr indeksu., Nazwisko, Grupa) oraz
(nr indeksu, przedmiot, ocena)
45
Trzecia normalna forma(3NF) –
Definicja
jest w 3 NF jeśli:
 Jest w 1 NF i 2 NF i
 Nie posiada przejściowych zależności
 Innymi słowy:
 Formalną definicją 3 NF jest: encja należy do 3 NF
jeśli należy do 1 NF i 2 NF
 i w której żaden nie-główny atrybut jest
przejściowo zależny od głównej myśli
 Więc, to znaczy, że jednostka która jest w 1 NF i 2
NF I której wszystkie nie-główne kolumny mogą
działać bez głównego atrybutu i innych atrybutów.
 Encja
46
47
Trzecia normalna forma (3NF) - Przykład
 Spójrzmy
na encję która łączy studentów w zależne grupy ,
zdolności i specjalności na których oni studiują (Numer
książki kredytowej, Imię i nazwisko, Grupa, Wydział,
Specjalność i wydział ukończenia szkoły wyższej)
 Grupa studentów dokładnie określa fakultet gdzie student się
uczy, jego specjalność i wydział ukończenia szkoły wyższej.
 Wydział ukończenia szkoły wyższej dokładnie określa fakultet
gdzie studenci ukończyli wydział, na który uczęszczali
 Ale, jeśli jedna specjalność może być stworzona przez wiele
wydziałów, wtedy specjalizacja nie określa wydziału
ukończenia szkoły wyższej
Trzecia normalna forma(3NF) - Przykład
(Kontynuacja)


W tym wypadku są funkcjonalne zależności:

Numer książki kredytowej -> Imię i nazwisko

Numer książki kredytowej -> Grupa

Numer książki kredytowej -> Wydział

Numer książki kredytowej -> Specjalizacja

Numer książki kredytowej -> Wydział ukończenia szkoły wyższej

Grupa -> Wydział

Grupa -> Specjalizacja

Grupa -> Wydział ukończenia szkoły wyższej

Wydział ukończenia szkoły wyższej -> fakultet
Te zależności tworzą grupę przechodnią. By temu zaprzeczyć proponowany jest
zestaw w 3 NF

(Numer książki kredytowej, Imię i nazwisko, Specjalizacja, Grupa)

(Grupa, Wydział ukończenia szkoły wyższej)

(Wydział ukończenia szkoły wyższej, Fakultet)
48
Projektowanie fizyczne – główne
procedury
 Celem
fizycznego projektu jest zmaksymalizowanie wyników
bazy danych przez całe widmo zastosowań zapisanych w nim
 Zaczyna się gdy tabele zostały zdefiniowane i znormalizowane
 Skupia się na metodach magazynowania i dostępności tych
tabel na dysku, umożliwiając bazie danych wysoką sprawność
działania
 Fizyczny projekt DB zawiera zasady postępowania:
 wybór indeksów
 dzielenie
 gromadzenie
 wybór realizacji danych
49
Projektowanie fizyczne – powszechne
definicje
 Logiczny
zapis jest zbiorem pozycji danych albo atrybutów
traktowanych jako elementy zastosowane przez program
 W pamięci, pewien zapis zawiera wskazówki i zapis ogólny
potrzebny do identyfikacji i przetwarzania przez bazę danych
zarządzania systemem.
 Plik jest kompletem podobnie skonstruowanych zapisów
jednego typu i związanych tabel są typowo zmagazynowane
jako akta
 Fizyczna baza danych jest zbiorem powiązanych zapisów
różnego typu, możliwie wliczając w to pewien zbór
powiązanych akt
 Pytanie i aktualizacja transakcji wobec bazy danych są
wykonane skutecznie przez wprowadzone w życie pewne
metody szukania jako część DBMS
50
Projektowanie fizyczne - Indeksy

Indeks odpowiednio umieszcza zorganizowane dane by przyspieszyć ich
wyszukiwanie w tabelach z danymi

W DBMS , indeksy mogą być sporządzane specyficznie przez bazę danych
zgłoszoną programiście przy pomocy SQL polecenia STWÓRZ … INDEKS
…

Typy indeksów:

Unikalny indeks (zalecany)

Nie unikalny indeks (drugorzędny)

Grupowy indeks

Niegrupowy indeks

Indeks mieszany

Blok adresowy

Indeks w postaci mapy bitowej
51
Projektowanie fizyczne – materialny
widok

Kiedy jedna lub więcej tabel jest zakwestionowanych, wyniki mogą być zmagazynowane w
zmaterializowanym widoku



Poglądy w SQL są zmagazynowane jako definicje, lecz poglądy zmaterializowane są
zmagazynowane jako tabele w DB, zupełnie jak wszystkie inne tabele
Te rodzaje poglądów są bardzo pomocne (użyteczne) w poprawieniu prędkości (szybkości):

Zapytania o dane, o które pytano często wcześniej, lub

zapytania oparte na zbiorach danych, które mogą być budowane na zmaterializowanych
poglądach, wobec odpowiedzi na pytania, zamiast przymusu cofania się za każdym razem
do pierwotnych danych
Potencjalnie dużo z pytań może być zrozumianych jeśli ten właściwy komplet
zmaterializowanych poglądów jest zmagazynowany, co oszczędzi nam czas.

Wadą jest zwykle niemożliwy do zmagazynowania zapas wszystkich możliwych poglądów
z powodu limitu przestrzeni magazynowej i problemu wielorakich aktualizacji, które
czynią użycie zmaterializowanych poglądów mniej wydajnym.

To musi być wzięte pod uwagę w ich oznaczeniu i użyciu
52
Projektowanie fizyczne partycjonowanie i dzielenie wielowymiarowe
53

Partycjowanie w fizycznym projekcie BD jest pewną metodą redukcji
obciążenia pracy wszelkich sprzętów wchodzących w skład komputera, jak
np. indywidualny dysk , poprzez dzielenie (podzielenie się) danych na kilka
dysków.

W partycjowanie rzędów , dane przypisane wartości są sortowane, a
dziedziny wartości są wybierane, więc każdy rząd ma obowiązkowo tą
samą liczbę zapisów.



dokumentacja w pewnym ustalonym rzędzie jest alokowana na
specyficznym dysku

dokumentacja ta może być rozpatrywana niezależnie od innych dziedzin
To jest technika (metoda działania) według której dane mogą być skupione
przez:

Wielkości (rozmiary), tak jak lokalizacja

ramę czasową
typ produktu
Projektowanie fizyczne –
pozostałe metody
Inne sposoby poprawy dostepnosci do danych BD
 Kompresja danych
 pozawla to na umieszczenie większej ilości danych w
przestrzeni dyskowej i przyspiesza dostęp do danych oraz ich
skanowanie
 Segmentacja danych
 jest to sposób szczegółowego dopasowania do architektury
przestrzeni dyskowej - jak RAID (Redundant Arrays of
Independent Disks – zbyteczne przestrzenie niezależnego
dysku), gdy dane mogą być udostępniane równolegle, w
zorganizowany sposób na dyskach wymiennych.
 Redundacja danych (jak odbicie lustrzane)
 dane są kopiowane (tworzone duplikaty) na inne dyski
54
55
Bibliografia




Lecture Notes. Database (e-version). Based on a book by T.S.
Karpova. Database: Models, Development, Implementation.
(in Russian). S.Pitersburg. Piter. 2002, 304p., (translated and
edited by Anatoly Sachenko)
C.J. Date. An Introduction to Database Systems. AddisonWesley, Copyright , 1024 p., 2003
Rebecca M. Riordan. Designing Effective Database Systems .
Addison Wesley Professional. 384 p., 2005
By Michael J. Hernandez. Database Design for Mere
Mortals™: A Hands-On Guide to Relational Database Design,
Second Edition. Addison Wesley. 672 p., 2003
56
Bibliografia (kontynuacja)
 Thomas
Connolly, Carolyn Begg. Database Systems: A
Practical Approach to Design, Implementation, and
Management. 3rd Edition. Addison Wesley. 1236 p., 2001
 Sikha Bagui and Richard Earp. Database Design Using EntityRelationship Diagrams. Auerbach Publications, 242 p., 2003
 Sam Lightstone, Toby Teorey, and Tom Nadeau. Physical
database design : the database professional’s guide to exploiting
indexes, views, storage, and more
 Kisielnicki J., Sroka H.: Systemy informacyjne biznesu.
Informatyka dla zarządzania. Metody projektowania i
wdrażania systemów. A.W. „Placet”, Wwarszawa 1999 r.
 Dobson
R.: Programowanie Microsoft Access 2000.
Wydawnictwo RM, Warszawa 2000.
 Beynon-Davies P.: Systemy baz danych. WNT, Warszawa
2000.
57
Bibliografia (kontynuacja)
 Andrzejewski
M., Chudzicki M., Nowosielska G.: Materiały
pomocnicze do projektowania aplikacji bazodanowych.
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
 Microsoft Official Curriculum: MS #2072: Administering a
Microsoft SQL Server 2000 Database.
 Date C.J.: Wprowadzenie do systemów baz danych. WNT,
Warszawa 2000.
 Internet: Strona domowa przedmiotu:
http://www.roz6.polsl.pl/bazydanych.
 Internet: Portal wiedzy Katedry Informatyki i Ekonometrii
http://www.roz6.polsl.pl/portalwiedzy.
 http://www.roz6.polsl.pl/asachenko/sutaa.html