Основные этапы проектирования баз данных

Процесс нормализации заключается в последовательном приведении данных к реляционному виду от первой нормальной формы (1NF) до пятой (5NF). Первая нормальная форма является основой реляционной системы. Согласно требованиям этого этапа каждое из полей таблицы должно быть неделимым и не может содержать повторяющихся групп.Понятиевторой нормальной формы основанона понятии первичного ключатаблицы. Первичный ключ– это набор полей, комбинациязначений которых однозначно идентифицирует запись(строку) таблицы, т.е. по совокупности значений этих полей можно найти конкретную запись таблицы.Атрибут A в схеме R называется ключевым, если он является элементом какого-либо ключа R. В противном случае он называется неключевым. Неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа, если он функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой его части. В противном случае имеет место частичная функциональная зависимость неключевого атрибута от составного ключа. Схема отношения находится во второй нормальной форме (2НФ), если она находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа. Другими словами, значение, хранящееся в неключевом столбце таблицы, должно однозначно определяться значением первичного ключа.Для приведения схемы в 2НФ нужно: 1. Исключить из схемы отношения атрибуты, не находящиеся в полной функциональной зависимости от составного ключа. 2. Построить дополнительно одну или несколько схем отношений, включающие часть атрибутов составного ключа и неключевые атрибуты, функционально зависящие от этой части ключа. Третья нормальная форма утверждает: в таблице не должно быть избыточных неключевых полей, связанных с неключевыми полями других таблиц. Приведение базы данных к третьей нормальной форме обязательно требует приведения к первой и второй формам.На третьем этапе нормализации осуществляется разделениетаблицы.Когда все таблицы базы данных приведены в третью нормальную форму, можно считать, что база данных нормализована, а информация о каждом факте хранится только в одном месте, поэтому в решении практических задач программисты останавливают процесс нормализации при достижении третьей нормальной формы.Четвертая нормальная форма накладывает запрет на хранение независимых элементов в одной таблице, если между этими элементами существует связь типа многие-ко-многим.Пятая нормальная форма требует обеспечить возможность перестройки данных в нормализованных таблицах, так, чтобы можно было реконструировать данные без искажений и ложных сочетаний. Приведение таблицы к пятой нормальной форме – крайне редкий случай.В результате проектирования получается структура базы данных: список объектов (таблиц) и список атрибутов каждого объекта (столбцов таблицы).Физическое проектированиеИсточникоминформации для физического проектированияявляетсялогическая модель данных.На её основе создается набор таблиц (в случае реляционной модели БД) под конкретную СУБД.Например, если на предыдущих этапах была создана логическая модель реляционной базы данных, то на этом этапе, в зависимости, от назначения проектируемой БД и режимов взаимодействия с ней пользователей, выбирается одна из существующих реляционных СУБД: Access, Foxpro, Paradox, Microsoft SQL Server, MySQL,SQLite, PostgreSQL.Помимо реляционных СУБД существуют и нереляционные. Например, NoSQL – представляют собой хранилище, которое не соответствует модели реляционных баз данных и их характеристикам Ключевое отличие между базами данных NoSQL и традиционными реляционными БД заключается в том, что NoSQL является формой неструктурированного хранилища, то есть не имеет фиксированной структуры таблиц, как в реляционной модели. На этапе физического проектирования БД происходит перенос логической модели данных в среду конкретной СУБД, затем производится проектирование таблиц базы данных в конкретной СУБДс учетом выделенных атрибутов логической модели и характерстик самой СУБД. Как правило, конкретные СУБД предоставляют различные варианты хранения данных. Один из них должен быть выбран на этом этапе. Для оптимального выбора схемы хранения данных изучаются транзакции, которые будут выполняться в базе данных, на основе анализа транзакций выбирается файловая организация таблиц.На этом этапе проводится индесация таблиц базы данных для ускорения поиска данных. Затем оценивается необходимый объем дискового пространства для размещения проектируемой базы данных.Здесь же реализуются требования к защите данных: создаются по мере необходимости представления данных, триггеры и хранимые процедуры, задаются права пользователей и реализуются процедуры обслуживания базы данных (резервирование данных, восстановление данных и другие мероприятия, направленные на улучшение хранения и использования данных).ЗаключениеВ настоящее время ни одна организация не обходится без использования баз данных.Базы данных занимают важную часть информационного общества, поэтому проектирование баз данных – ответственное и непростое дело.В данной работе мы рассмотрели этапы проектирования базы данных и кратко осветили существенные моменты каждого этапа, в частности, были рассмотрены вопросы создания концептуальной модели в парадигме модели «сущности-связи», аномалии при проектировании логической модели и нормализация БД в рамках реляционной логической модели данных, основные этапы физической разработки БД.Список использованной литературыГарсиа-Молина, Гектор. Системы баз данных : Полный курс / Гектор Гарсиа-Молина, Джеффри Д. Ульман, Дженнифер Уидом ; [Пер. с англ. и ред. А.С. Варакина].– М.: Издательство «Вильямс», 2017 г. – 1088 с.MySQL. Workbench. Проектируем БД. Теория и практика. [Электронный ресурс]– Режим доступа:http://digital-flame.ru/2016/02/22/mysql-workbench-proektiruem-bd-teoriya-i-praktika/НОУ ИНТУИТ. Работа с базами данных. Лекция 6: Реляционный подход к построению инфологической модели. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://intuit.ru/studies/courses/3439/681/lecture/14024Что такое база данных?[Электронный ресурс] – Режим доступа:https://www.oracle.com/ru/database/what-is-database/Дубнов П. Ю. Access 2000. Проектирование баз данных. – М.: ДМК, 2000. – 272 с.Попова-КоварцеваД.А. Основы проектирования баз данных: учеб.пособие / Д.А. ПоповаКоварцева, Е.В. Сопченко. – Самара: Изд-во Самарского университета, 2019. – 112 с. [Электронный ресурс] – Режим доступа:http://repo.ssau.ru/bitstream/Uchebnye-izdaniya/Osnovy-proektirovaniya-baz-dannyh-Elektronnyi-resurs-ucheb-posobie-80353/1/Попова-Коварцева%20Д.А.%2C%20Сопченко%20Е.В.%20Основы%20проектирования%20баз%20данных%202019.pdf