Проектирование информационной базы данных

Отношение в первой нормальной форме (сокращенно 1НФ) - это обычное отношение с двухуровневой структурой. Недопустимость в структуре отношения третьего и последующих уровней является ограничением, определяющим 1НФ отношения.

Преобразование  ненормализованного отношения в  представление, соответствующее 1 НФ, - это операция нормализации.

Нормализация  отношений реляционной БД обычно производится до ЗНФ или 4НФ.

Реляционная база данных в целом характеризуется 1НФ, если все ее отношения соответствуют 1НФ.

Следующие нормальные формы (вторая и третья) используют ограничения, связанные с понятием функциональной зависимости.

1.4 Функциональные зависимости

 

Функциональные зависимости  определяются для атрибутов находящихся в одном и том же отношении.

Определяются функциональные зависимости (ФЗ) на основе семантического анализа предметной области.

Функциональные зависимости определяются для атрибутов, находящихся в одном и том же отношении, удовлетворяющем 1НФ.

Простейший  случай функциональной зависимости  охватывает 2 атрибута. В отношении R (A,B,...) атрибут А функционально определяет атрибут В, если в любой момент времени каждому значению А соответствует единственное значение В (А —> В).

Иначе говорят, что В функционально  зависит от А (обозначается  
В = f (A)). Отсутствие функциональной зависимости обозначается А—/-> В.

Аргументами функциональных зависимостей в моделях данных СУБД являются реквизиты-признаки, например, код товара, номер документа, наименование заказчика и т.д., а функциями могут быть как реквизиты-основания или реквизиты описательные (количество товара, денежная сумма, затраченное время и т.д.), так и реквизиты-признаки. При информационном анализе определяется не количественная зависимость между аргументами и функцией, а сам факт наличия такой зависимости. Как правило, в качестве аргументов выступают ключевые реквизиты.

1.5 Ключ отношения

 

Ключом в документе является подмножество, состоящее из одного или нескольких реквизитов документа, предназначенное для идентификации отдельного документа в целом или группы реквизитов в нём. Ключ документа позволяет выделить документ из множества других подобных документов, а ключ строки документа - строку из множества строк в её табличной части. Очевидно, что ключевым называется реквизит, входящий в состав ключа. Ключ, состоящий из одного реквизита, называется простым, а из нескольких реквизитов - составным. В ряде случаев ключом может нескольких подмножеств ключевых реквизитов документа. Такие подмножества называются   возможными, потенциальными или альтернативными ключами. Ключ, выбранный из множества альтернативных в качестве ключа ИО, называется выделенным ключом.

Совокупность всех ИО одного типа в заданной ПО образует множество ИО, элементы которого называются экземплярами ИО. При выборе ключа  из альтернативных следует руководствоваться:

• ограничениями предметной области;
• минимизацией объёма внешней памяти, занимаемой базой данных;
• использованием ключа в СУБД при решении задач пользователей.

Совокупность всех значений ключа ИО образует множество, в котором  не должно быть повторяющихся значений. В качестве ключа ИО, образованного из справочного документа, может быть использовано наименование или код номенклатуры. Наименования всегда используются в документах, и их следует применять в экранных формах документов и отчётах приложений СУБД.

Использование наименования в качестве ключа ИО имеет следующие недостатки:

• наименования могут иметь повторяющиеся значения, например, ФИО студента или работающего;
• они имеют большой размер (занимают много места во внешней памяти);
• не позволяют производить отбор данных из базы данных в соответствии с заданными значениями классификационных признаков.

Использование кодов  номенклатуры в качестве ключа лишено перечисленных выше недостатков ключей-наименований:

• коды не имеют повторяющихся значений;
• они существенно короче наименований;
• коды позволяют производить отбор данных из базы данных в соответствии с заданными значениями классификационных признаков, в том числе в соответствии со значением части кода.

В качестве ключа следует  использовать коды номенклатуры, а не их наименования. Если код номенклатуры отсутствует в документе, то его следует ввести в ИО, соответствующий этому документу, для использования кода в качестве ключа.

Один и тот же реквизит в разных ИО объектах может быть ключевым и не ключевым (описательным). Замена наименования номенклатуры её кодом целесообразна и в том случае, если этот реквизит не ключевой, т.к. в этом случае он будет занимать меньше места на машинном носителе.

 

1.6 Описание предметной области

 

В качестве предметной области рассматриваются функции, выполняемые сотрудниками отдела сбыта предприятия в процессе:

а) Планирования:

• отгрузки продукции в соответствии с договорами;
• сдачи цехами продукции на склад;

б) Учета:

• фактически отгруженной продукции;
• фактически сданной цехами продукции на склад;

в) Анализа:

• корректности договоров на поставку продукции;
• выполнения цехами плана сдачи продукции на склад;
• текущего запаса продукции на складах;
• выполнения плана отгрузки;

 

Цель выполняемых функций:

• согласование планов выпуска цехами продукции и планов отгрузки продукции;
• постоянный контроль за состоянием запаса продукции на складах и за выполнением договорных обязательств предприятия;
• анализ обеспеченности договоров планами выпуска  по цеху;

 

Описание предметной области

Информация, циркулирующая  в рассматриваемой предметной области, отображается в документах.

1.6.1 Ограничения предметной области отдела сбыта готовой продукции предприятия.

 

Логические  ограничения:

1. Рассматриваются только договора текущего года.
2. В договоре может быть несколько изделий, одно и то же изделие может быть затребовано в разные месяцы.
3. Счет и ТТН всегда ссылаются на договор-основание.
4. Документ об отгрузке продукции (накладная на отпуск товаров, товарно-транспортная накладная) всегда привязан к одному договору, может содержать несколько наименований товаров, и его номер уникален для предприятия.
5. Товар закреплен за одним складом продукции и может выпускаться несколькими цехами.
6. Код товара является уникальным и неизменным.
7. Каждый цех может выпускать несколько наименований товаров.
8. Количество товара измеряется целым числом единиц измерения.
9. У товара только одна единица измерения.
10. Номера цехов и номера складов уникальны и не изменяются, а их наименования могут изменяться.
11. Период плана выпуска цехом продукции равен месяцу.
12. Заданный промежуток анализа задается номером месяца конца периода (начало промежутка анализа по умолчанию равно началу текущего года).
13. Нормативный запас является постоянной величиной для каждого вида товара. По указанию преподавателя процент может задаваться в качестве параметра в процессе решения задачи средствами СУБД.
14. Текущий остаток товара на складе равен разности между его общим количеством, поступившим согласно цеховым накладным, и его общим количеством, отгруженным со склада согласно ТТН.
15. На одном складе могут храниться различные товары.
16. Каждый товар может храниться только на одном складе.
17. План отгрузки товаров определяется только на основании договоров на поставку товаров.
18. Цена товара постоянна в течение действия договора на поставку товаров.
19. Все цены - в рублях.
20. Отчетный период - месяц.

 

Количественные  ограничения:

1. Номенклатура изделий - 5;
2. Число цехов, выпускающих продукцию - 3.
3. Число складов продукции -3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2

 

2.1 Создание БД и построение ИЛМ ПО

 

Предметная область  задачи - анализ обеспеченности договоров планами выпуска  по цеху. Задача - проанализировать обеспеченность договоров планами выпуска готовой продукции по цехам предприятия.

Создать выходной документ - отчет (см. прил. №1)

Для решения задачи необходимо создать базу банных для ведения учета заказанных и запланированных к выпуску товаров, построить ИЛМ данной предметной области (ПО).

В результате анализа предметной области  выявляется состав форм документов и их реквизитов, подлежащих хранению в базе данных, и определяются ограничения предметной области.

Весь массив информации можно интерпретировать как отношение  и представить в виде двухмерной таблицы с поименованными графами.

Если использовать технологию последовательной нормализации отношений, которая сводится к декомпозиции без потерь, то можно перейти от  информационного описания предметной области к построению нормализованных таблиц.

Переход осуществляется с помощью операции «проекция». При  такой нормализации выполняется последовательное преобразование отношения R к комплексу отношений, который эквивалентен R.

Каждое новое отношение  имеет лучшие свойства по сравнению  с основным отношением, и новое представление отношений позволяет избежать логически противоречивых ситуаций, которые могут возникнуть при вводе и обновлении информации, называемыми аномалиями.   

На каждом этапе нормализации производится разбиение отношений на проекции без потерь. Выбор проекций осуществляется с учётом заданных ограничений предметной области. Переход от первичных документов к отношениям, которые должны находиться в 3НФ возможен, двумя способами. Независимо от выбранного способа, вначале необходимо выполнить следующие два действия:

1.Выявить все функциональные  зависимости.

2.Определить все ключевые  реквизиты.

Оба эти шага практически  невозможно формализовать, т.к. эти действия лежат в семантической (смысловой) области. Первый способ перехода от первичных документов к таблицам отношениям: Привести первичные документы к эквивалентному набору таблиц представленных в 1НФ, а далее последовательно преобразовывать их во 2НФ, ЗНФ.

Второй способ перехода от первичных документов к таблицам отношениям:

Составить список всех реквизитов первичных документов и на их основе сформировать информационные объекты. Далее, используя алгоритм, получить набор отношений, находящихся в ЗНФ, эквивалентный набору первичных документов.

Алгоритм получения набора отношений, находящихся в ЗНФ.

1. Определить все ключевые реквизиты.
2. Выявить все функциональные зависимости.

Сгруппировать все ключевые и зависимые  реквизиты в отдельные отношения так, чтобы в одном отношении находился только один ключ (простой или составной) и все зависимые от него реквизиты. Если ключ составной, то в таком отношении все зависимые реквизиты должны функционально полно зависеть от всех реквизитов составного ключа, т.е. не может быть реквизитов, зависящих от части ключа. А также в отношениях должны быть исключены транзитивные зависимости неключевых реквизитов от ключевых. Тем самым будет получен набор отношений, находящихся в ЗНФ. Два способа перехода от первичных документов к нормализованным таблицам отношениям принципиально одинаковы.

Таблица 1

№ плана	Месяц выпуска по плану	Наименование изделия	Ед. изм.	№ договора	Месяц поставки	Количество заказанных по договорам	Количество запланированных   к выпуску	Отклонение

Этой Таблице-отношению, которая находится в 1НФ, присуще  недостатки, выражающимися в излишней избыточности хранения данных и аномалиях (затруднениях) ведения БД при выполнении стандартных процедур вставки, замены, удаления.

Выберем ключевые реквизиты и определим функциональные зависимости.

За счёт разбиения основной Таблицы - отношение на проекции, избавимся от избыточности, аномалий вставки, замены, удаления.

1. Таблица - проекция. Сведения о товаре представим в таблице «Справочник товаров» (табл. 2), которая будет находиться в 1НФ, и во 2НФ и 3НФ. Так как только от КТ будет зависеть  Наименование товара, Ед. изм. Товара, Цена за Ед. изм. Товара, Нормативное значение.

Таблица 2