Фундаментальные свойства отношений

- Отсутствие кортежей-дубликатов. Из этого свойства вытекает наличие у каждого кортежа первичного ключа. Для каждого отношения, по крайней мере, полный набор его атрибутов является первичным ключом. Однако, при определении первичного ключа должно соблюдаться требование "минимальности", т.е. в него не должны входить те атрибуты, которые можно отбросить без ущерба для основного свойства первичного ключа - однозначно определять кортеж.

- Отсутствие упорядоченности кортежей. Отсутствие требования к поддержанию порядка на множестве кортежей отношения дает дополнительную гибкость СУБД при хранении баз данных во внешней памяти и при выполнении запросов к базе данных.

- Отсутствие упорядоченности атрибутов. Для ссылки на значение атрибута всегда используется имя атрибута.

- Атомарность значений атрибутов, т.е. Каждый элемент таблицы представлен в виде одного значения (оно может быть так называемым неопределенным или пустым значением, обычно обозначаемым словом Null)

- Обладает уникальным именем, не совпадающим с именами других таблиц БД.

- Каждый атрибут таблицы обладает уникальным именем, не совпадающим с именами других атрибутов данной таблицы.

Связывание таблиц

Поскольку в рамках одной таблицы не удается описать более сложные логические структуры данных из предметной области, применяют связывание таблиц. У становление связи между таблицами осуществляется посредством одинаковых атрибутов, являющихся первичными ключами.

Выделяют следующи евиды связей:

один к одному (1:1)- каждой записи одной таблицы соответствует только одна за­пись другой таблицы;

один ко многим (1:М) - одной записи главной таблицы могут соответствовать несколь­ко записей подчиненной таблицы;

многие ко многим (М:М) одна запись главной таблицы связана с несколькими запи­сями подчиненной таблицы, а одна запись подчиненной таблицы связана с не­сколькими записями главной таблицы

Рассмотрим эти типы связей на примере

Пример Дана совокупность информационных объектов, отражающих учебный процесс в вузе:

СТУДЕНТ (Номер, ФИО. Группа) СЕССИЯ (Номер, Оценка1, Оценка2, Результат) СТИПЕНДИЯ (Результат, Сумма)

Примером связи 1:;1 может служить связь между информационными объектами СТУДЕНТ и СЕССИЯ:

Каждый студент имеет определенный набор экзаменационных оценок в сессию.

Студент
номер	ФИО	группа
1	Петров В.А.
2	Иванов В.И.

Сессия
Номер	Оценка 1	Оценка 2	Результат
1
2			17

Примером связи 1:М служит связь между информационными объектами СТИПЕНДИЯ И СЕССЕЯ:

Установленный размер стипендий по результатам сдачи сессии может повторяться многократно для различных студентов.

Стипендия
результат	Сумма
17	50 000
	300 000

Сессия
Номер	Оценка 1	Оценка 2	Результат
2
3

Примером отношения М:М служит связь между информационными объектами

На практике в связь обычно вовлекается сразу несколько таблиц. При этом одна из таблиц может иметь различного рода связи с несколькими таблицами. В случаях, когда связанные таблицы, в свою очередь, имеют связи с другими таблицами, образу­ется иерархия или дерево связей.

При установлении связи между двумя таблицами одна из них будет являться глав­ной (master), а вторая — подчиненной (detail). Различие между ними несколько уп­рощенно можно пояснить следующим образом. В главной таблице всегда доступны все содержащиеся в ней записи. В подчиненной же таблице доступны только те за­писи, у которых значение атрибутов внешнего ключа совпадает со значением соот­ветствующих атрибутов текущей записи главной таблицы. Причем изменение теку­щей записи главной таблицы приведет к изменению множества доступных записей подчиненной таблицы, а изменение текущей записи в подчиненной таблице не вы­зовет никаких изменений ни в одной из таблиц.

Из перечисленных видов связи наиболее широко используется связь вида 1:М. Связь вида 1:1 можно считать частным случаем связи 1:М, когда одной записи глав­ной таблицы соответствует одна запись вспомогательной таблицы. Связь М: 1, по сути, является «зеркальным отображением» связи 1:М. Оставшийся вид связи М:М харак­теризуется как слабый вид связи или даже как отсутствие связи. Поэтому в дальней­шем рассматривается связь вида 1:М.

Тема 3. СУБД

Требования к СУБД

Американская ассоциация ACM (Association for Computing Machinery) является одним из ведущих объединений в США, работающих в области информатики. Она издает известнейшие журналы (Communications of ACM, Journal of ACM), публикующие как теоретические, так и прикладные результаты, полученные в процессе научно-исследовательской работы в области информатики. Для стандартизации процессов создания и эксплуатации СУБД ACM разработала список требований, которым должны удовлетворять СУБД. В настоящее время эти требования являются общепризнанными. Вот они:

1. Установление многосторонних связей. Из одной и той же совокупности данных формируются различные логические файлы. Между элементами данных существуют различные связи. Образуются их сложные переплетения. Метод организации данных должен позволять удобно представлять эти взаимодействия и быстро согласовывать вносимые изменения.

2. Производительность. Требуется удовлетворительное время ответа в диалоге (иногда Ј 2 сек.). Должна быть обеспечена пропускная способность потоков транзакций, необходимая для эффективной работы системы.

Транзакция - это передаваемое сообщение, инициирующее работу системы.

3. Минимальные затраты. Нужно обращать серьезное внимание на минимизацию требований к внешней памяти, выбирая соответствующие методы организации данных. Программы (особенно прикладные) нужно сохранять в возможно более простом виде. Достижению этих целей содействуют открытые системы.

Открытая система - это система, которая взаимодействует с окружающей средой: человеком, источниками информации, другими системами; обычно она обладает способностью расширяться за счет средств среды, в которой она функционирует.

4. Минимальная избыточность. Полностью избежать избыточности при хранении данных не удается. Однако, ее нужно стремиться минимизировать. Это достигается хранением данных, используемых в различных приложениях, в одном экземпляре.

5. Быстрый поиск. Поиск необходимой для ответа на запрос пользователя информации - это достаточно сложный процесс. Имеются различные методы повышения его эффективности, например, упорядочение файлов по отдельным полям (ключам), хеширование и т.д. Эти методы должны быть использованы при организации поиска. Быстрота поиска также зависит от физической организации данных.

6. Целостность. Под ней понимают сохранение данных при их использовании несколькими пользователями. К этому свойству также относятся методы защиты данных от сбоев вычислительной системы.

7. Безопасность и секретность. Необходимо реализовать методы защиты данных от катастрофических и криминальных ситуаций, от некомпетентного использования и пр.

Безопасность данных - это их защита от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизованной модификации данных или их уничтожения.

Секретность - это право отдельных лиц (организаций) определять, когда, как и какое количество соответствующей информации может быть передано другим лицам (организациям). Наиболее важные требования:

- данные защищаются от искажения, хищения, уничтожения;

- данные должны быть восстанавливаемыми;

- должен быть организован контроль данных;

- система должна быть недоступна для несанкционированного вмешательства в ее работу;

- должна быть реализована процедура идентификации пользователей;

- должен осуществляться контроль действий пользователя (санкционирование их выполнения).

8. Связь с прошлым. Необходимо следить за преемственностью старого и нового программного обеспечения, методов представления данных. Тем самым минимизируются процедуры модификации данных при переходе на новое программное обеспечение.

9. Связь с будущим. Под этим понимаются такие методы организации БД, которые упрощают модификацию данных, в которой в будущем может возникнуть необходимость. Модификация физической организации данных связана с изменением в программном обеспечении, но пари этом не должны меняться прикладные программы (это так называемая физическая независимость данных). Нужно обеспечить отделение представления данных в каждой прикладной программе от общего логического представления (логическая независимость данных).

10. Настройка. Под ней понимается модификация организации хранения данных в процессе эксплуатации БД.

11. Перемещение данных. Необходимо обеспечить эффективный доступ к часто используемым данным. Для этого необходимо организовать перемещение данных на носителе.

12. Простота использования. Это очевидное требование, которое не нуждается в комментариях.

СУБД FOXPRO