База даних "Облік діяльності Ощадбанку"

Історія досліджень систем баз даних - це за своєю суттю історія розвитку програмного забезпечення, яке на сьогоднішній день досягло виняткової потужності та продуктивності, що зробило великий вплив на економіку. Досягнення в дослідженнях баз даних стало основою фундаментальних розробок комунікаційних систем, транспорту та логістики, фінансового менеджменту, систем із базами знань, а також великої кількості програм у цивільних та військових установах. Вони також стали основою значного прогресу в провідних галузях науки - від інформатики до медицини.

Можна стверджувати, що поява баз даних стало найвагомішим досягненням в галузі програмного забезпечення. Бази даних є основою інформаційних систем, і це докорінно змінило характер роботи багатьох організацій та установ.

Запропонована у даних вказівках методологія роботи з реляційними Системами Управління Базами Даних (далі - СУБД), які домінують у наш час, успішно пройшла перевірку часом як у практичному, так і в науковому середовищі. Проектування баз даних складається з трьох фаз: концептуальної, логічної та фізичної. Перша фаза передбачає створення концептуальної моделі даних, яка не залежить від будь-яких фізичних характеристик засобів реалізації. У другій фазі концептуальна модель піддається доробці за допомогою видалення елементів, які не можуть бути реалізовані в реляційних системах. У третій фазі логічна модель даних перетворюється у фізичний проект, який призначено для реалізації у конкретній цільовій СУБД.

Кожну з фаз наведеної методології представлено у вигляді послідовності етапів. Недосвідчений проектувальник буде виконувати ці етапи у наведеній послідовності, дотримуючись вказаного порядку. Більш досвідчений розробник не буде жорстко додержуватись даної методології - він скоріше буде використовувати її як деяку основу або контрольний перелік необхідних дій.

Термінологія при плануванні, проектуванні та адмініструванні бази даних

Трансакція бази даних являє собою операцію, для виконання якої потрібно здійснити доступ до бази даних. Як правило, вона є відображенням деякої події, що відбувається в реальному світі. Ціль проектування трансакцій полягає у визначенні і документуванні високорівневих характеристик трансакцій, необхідних для створюваної системи з базою даних.

Хоча вибір СУБД виконується не так вже й часто - звичайно тільки при розширенні масштабів чи підприємства при заміні існуючих систем, - усе-таки цей етап роботи іноді доводиться виконувати для оцінки нових СУБД. Його ціль полягає у виборі системи, що задовольняє поточним і майбутніми вимогами організації, а також має оптимальну вартість, включаючи витрати на придбання СУБД і будь-якого іншого додаткового програмного/апаратного забезпечення, а також витрати на заміну системи і перенавчання персоналу.

Адмініструванням даних називається керування ресурсами даних, включаючи планування бази даних, розроблення і підтримку стандартів, вимог і процедур, а також концептуальне і логічне проектування бази даних. Адміністрування даних в основному зв'язано із задачами, що виконуються на початкових етапах життєвого циклу програми баз даних.

Адмініструванням бази даних називається керування фізичною реалізацією Програм баз даних, включаючи фізичне проектування бази даних і її реалізацію, активізацію засобів підтримки цілісності і захисти даних, контроль поточної продуктивності системи і реорганізацію бази даних. Адміністрування бази даних звичайно зв'язано із задачами, що виконуються на пізніх етапах життєвого циклу програми баз даних.

Основні поняття ER-моделювання

Тип сутності - це об`єкт чи поняття, що характеризується незалежним існуванням (з погляду даної організації).

Сутністю називається окремий екземпляр типу сутності, що може бути ідентифікований унікальним образом.

Слабкий тип сутності - це сутність, існування якої залежить від іншої сутності, а сильний тип сутності - це сутність, існування якої не залежить ні від якої іншої сутності.

Атрибутом називається властивість типу сутності чи типу зв'язку.

Домен атрибута являє собою безліч значень, що можуть бути привласнені даному атрибуту.

Простий атрибут складається з одного компонента, що характеризується незалежним існуванням.

Складений атрибут складається з декількох компонентів, кожний із яких характеризується незалежним існуванням.

Однозначний атрибут - це атрибут, що містить по одному значенню для кожної сутності.

Багатозначний атрибут - це атрибут, що містить кілька значень для кожного екземпляра сутності.

Похідним атрибутом називається атрибут, що містить значення, яке обчислюється на основі значення зв'язаного з ним атрибута чи безлічі атрибутів, причому не обов'язково з тієї ж сутності.

Потенційним ключем називається атрибут чи набір атрибутів, що унікальним образом ідентифікують окремі екземпляри типу сутності.

Первинним ключем називається деякий обраний потенційний ключ сутності.

Складеним ключем є потенційний ключ, що складається з двох і більше атрибутів.

Типом зв'язку називається набір осмислених асоціацій між типами сутностей.

Зв'язком називається сукупність сутностей, що включає по одній сутності від кожного типу сутності, що беруть участь у даному зв'язку.

Ступенем типу зв'язку називається кількість сутностей-учасників даного зв'язку.

Рекурсивним зв'язком називається зв'язок, у якому та сама сутність, бере участь кілька разів у різних ролях. Рольові імена використовуються для визначення функції кожної сутності, охопленою даним зв'язком.

Показник кардинальності описує кількість можливих зв'язків для кожної сутності-учасниці.

Ступінь участі визначає, чи буде існування сутності залежати від зв'язку з деякою іншою сутністю.

Пастка розгалуження виникає, якщо в моделі даних представлений деякий зв'язок між типами сутностей, але шлях між деякими екземплярами сутності визначений неоднозначно.

Пастка розриву виникає, коли в моделі передбачається зв'язок між типами сутностей, але не існує жодного шляху між деякими екземплярами сутностей.

Суперкласом називається тип сутності, що містить різні підкласи, які потрібно представити в даній моделі даних.

Підкласом називається тип сутності, що відіграє окрему роль і є членом суперкласу.

Спеціалізація - це процес виявлення максимально можливої кількості розходжень між членами сутності шляхом виділення їхніх різних рис.

Генералізація - це процес виявлення мінімально можливої кількості розходжень між членами сутності шляхом виділення їх загальних рис.

Категоризацією називається процес моделювання єдиного підкласу зі зв'язком, що охоплює кілька суперкласів.

Нормалізація - одним рядком

Нормалізація - це метод створення набору відношень із заданими властивостями на основі вимог, пропонованих до даних в організації. Нормалізація є формальним методом, що може бути використаний для визначення складу відношень на основі їхніх ключів і існуючих функціональних залежностей між їх атрибутами.

Відношення з надмірністю даних можуть страждати від аномалій відновлення, що поділяються на аномалії вставки, видалення і відновлення даних.

Однією з основних концепцій нормалізації є функціональна залежність, що описує зв'язок між атрибутами відношень. Нехай А і В - це атрибути деякого відношення R. Атрибут В функціонально залежить від атрибута А (що позначається як А В), якщо кожне значення А зв'язане з одним значенням В. (Причому кожний з атрибутів А і В може складатися з одного чи декількох атрибутів)

Детермінантом називається будь-який атрибут, від якого цілком функціонально залежить якийсь інший атрибут. У визначенні функціональної залежності термін "детермінант" характеризує один чи кілька атрибутів, розташованих з лівого боку від стрілки. Процес нормалізації полягає в перетворенні відношення в різні нормальні форми. На кожному етапі цього процесу віддаляються небажані характеристики відношення, що визначають його уразливість стосовно аномалій відновлення. В міру просування до більш високих нормальних форм формат представлення відношення стає більш строгим, а воно саме - менш уразливим стосовно аномалій відновлення.

Спочатку були запропоновані тільки перша (1НФ), друга (2НФ) і третя (ЗНФ) нормальні форми. Потім Вайсом і Коддом було сформульовано більш строге визначення третьої нормальної форми, що одержало назву нормальної форми Бойса-Кодда (НФБК). Усі ці нормальні форми призначені для усунення різних видів небажаних функціональних залежностей між атрибутами відношення.

Ненормалізованою формою (ННФ) називається таблиця, що містить одну чи кілька повторюваних груп атрибутів.

Першою нормальною формою (1НФ) називається відношення, у якому на перетинанні кожного рядка і кожного стовпця розташовується одне і тільки одне значення.

Другою нормальною формою (2НФ) називається відношення, що знаходиться в першій нормальній формі, а кожен атрибут, що не входить у первинний ключ, цілком функціонально залежить від цього первинного ключа.

Повна функціональна залежність для атрибутів А і В деякого відношення означає наступне: атрибут В цілком функціонально залежить від атрибута А, якщо атрибут В функціонально залежить від атрибута А, але не залежить ні від якої підмножини атрибута А.

Третьою нормальною формою (ЗНФ) називається відношення, що знаходиться в першій і в другий нормальних формах, причому в ньому немає атрибутів, що не входять у первинний ключ і транзитивно залежать від цього первинного ключа.

Транзитивна залежність для атрибутів А, В і С деякого відношення означає наступне: якщо А В і В С, то С транзитивно залежить від атрибута А через атрибут В (за умови, що А функціонально не залежить від В чи С).

Нормальною формою Бойса-Кодда (НФБК) називається відношення, у якому кожен детермінант є потенційним ключем.

Четвертою нормальною формою (4НФ) називається відношення, що знаходиться в нормальній формі Бойса-Кодда і не містить нетривіальних багатозначних залежностей. Багатозначна залежність представляє таку залежність між атрибутами А, В і С деякого відношення, при якій для кожного значення атрибута А існують відповідні набори значень атрибутів В і С, причому обоє цих набори не залежать один від одного.

П'ятою нормальною формою (5НФ) називається відношення, що не містить залежностей з'єднання.

Залежність з'єднання - це така ситуація при який декомпозиція відношень може супроводжуватися генерацією помилкових рядків при зворотному з'єднанні декомпозованих відношень за допомогою операції природного з'єднання.

1. Концептуальне проектування навчальної бази даних "Облік діяльності ощадбанку"

У цьому розділі ми на прикладі проілюструємо застосування методології концептуального проектування баз даних. Застосування методології буде показано на прикладі конкретного представлення користувача, якому було привласнене ім'я "Економіст відділу грошових внесків".

Почнемо роботу з того, що визначимо основні типи сутностей, виходячи з наявних специфікацій. У специфікаціях сутності звичайно представлені як іменники або вирази, що містять іменники. Аналіз показує, що основними сутностями, що згадуються в специфікаціях, є наступні:

економіст відділу;

завідувач відділу;

клієнт;

укладений договір;

філіал банку.

Документування виділених типів сутностей

Документування зведень про кожну з виділених сутностей полягає в підготовці докладного визначення кожної сутності, включаючи існуючі для неї псевдоніми й опис особливостей використання. Усі зведення, поміщені в документацію на цьому етапі, наведені в додатку, розташованому наприкінці цієї глави.

Етап 2. Визначення типів зв'язків