6.1. Универсальное отношение

 

Рассмотрим задачу проектирования БД на базе сводной таблицы, пример которой приведен на рис. 6.1. Предложенная таблица отражает результаты сдачи сессии (шкала оценок: 0 – незачет; 1 – зачет;  2, 3, 4, 5 – экзаменационная оценка).

Этот вариант таблицы «Сессия» не является отношением, так как большинство ее столбцов не атомарны. Атомарными являются лишь значения столбцов «ФИО студента», «Семестр». Остальные столбцы таблицы – множественные.

Для преобразования данных в отношение необходимо реконструировать таблицу, например, с помощью простого процесса вставки, результат которой показан на рис. 6.2.

Однако очевидно, что такое преобразование приводит к возникновению большого объема избыточных данных.

 

 

Рис. 6.1. Исходные данные для создания БД «Сессия»

 

Таблица на рис. 6.2 представляет собой корректное отношение. Такое отношение называют универсальным отношением проектируемой БД. В одно универсальное отношение включаются все представляющие интерес атрибуты, и оно может содержать все данные, которые предполагается размещать в БД в будущем. При проектировании некоторых БД универсальное отношение может использоваться в качестве отправной точки.

 

ФИО студента	Семестр	Дисциплина	Форма отчетности	Оценка	Кол-во часов	ФИО преподавателя
Иванов В. П.	1	Английский язык	зачет	1	60	Цветкова А.Ю.
Иванов В. П.	1	Математический анализ	зачет	1	28	Рыбин К.К.
Иванов В. П.	1	Математический анализ	экзамен	5	32	Раков И.И.
Иванов В. П.	1	Программирование	зачет	1	36	Незабудкина З.П.
Иванов В. П.	1	Программирование	экзамен	5	32	Зайчиков А.А.
Иванов В. П.	1	Линейная алгебра	зачет	1	24	Волков Г.И.
Иванов В. П.	1	Линейная алгебра	экзамен	4	28	Волков Г.И.
Иванов В. П.	1	История Отечества	экзамен	5	24	Москвин А.П.
Петрова А. П.	1	Английский язык	Зачет	1	60	Цветкова А.Ю.
Петрова А. П.	1	Математический анализ	Зачет	1	28	Рыбин К.К.
Петрова А. П.	1	Математический анализ	экзамен	3	32	Раков И.И.
Петрова А. П.	1	Программирование	Зачет	1	36	Незабудкина З.П.
Петрова А. П.	1	Программирование	экзамен	4	32	Зайчиков А.А.
Петрова А. П.	1	Линейная алгебра	Зачет	1	24	Волков Г.И.
Петрова А. П.	1	Линейная алгебра	экзамен	4	28	Волков Г.И.
Петрова А. П.	1	История Отечества	экзамен	5	24	Москвин А.П.
Сидоров К. К.	3	Английский язык	Зачет	1	60	Цветкова А.Ю.
Сидоров К. К.	3	Математический анализ	Зачет	1	20	Карпов К.Ю.
Сидоров К. К.	3	Математический анализ	экзамен	5	28	Раков И.И.
Сидоров К. К.	3	Алгоритмы и структуры данных	экзамен	5	32	Зайчиков А.А.
Сидоров К. К.	3	Теория вероятностей и мат. статистика	экзамен	4	32	Соболев И.Г.
Сидоров К. К.	3	Операционные системы, среды и оболочки	зачет	1	36	Незабудкина З.П.
Сидоров К. К.	3	Операционные системы, среды и оболочки	экзамен	4	32	Незабудкина З.П.
Сидоров К. К.	3	Экономическая теория	зачет	1	24	Лабиринтов Е.Н.

 

Рис. 6.2. Универсальное отношение «Сессия»

 

Однако при использовании универсального отношения возникают, по крайней мере, две проблемы:

1. Избыточность данных. Значения столбцов таблицы многократно повторяются. Повторяются также и некоторые наборы значений столбцов, например, данные о дисциплине.

2. Потенциальная противоречивость. Если при вводе данных, например, количество часов для дисциплины «Английский язык», была допущена ошибка, то для ее исправления необходимо найти все строки, содержащие сведения об этой дисциплине, и во всех этих строках провести изменения. Более того, при заполнении такой таблицы могут быть использованы различные формы записи одного и того же значения – например: «Англ. язык» и «Английский язык»; «Мат. анализ» и «Математический анализ».

Решение этих проблем состоит в разделении данных и связей, т.е. в выделении в отдельные таблицы сведений о студентах, преподавателях, дисциплинах и результатах сдачи экзаменов (рис. 6.3).

 

   Студенты              Преподаватели                               Дисциплины

№	ФИО студента		№	ФИО преподавателя		№	Дисциплина
1	Иванов В. П.		1	Волков Г. И.		1	Алгоритмы и структуры данных
2	Петрова А. П.		2	Зайчиков А. А.		2	Английский язык
3	Сидоров К. К.		3	Карпов К. Ю.		3	История Отечества
			4	Лабиринтов Е. Н.		4	Линейная алгебра
			5	Москвин А. П.		5	Математический анализ
			6	Незабудкина З. П.		6	Операционные системы, среды и оболочки
			7	Раков И. И.		7	Программирование
			8	Рыбин К. К.		8	Теория вероятностей и мат. статистика
			9	Соболев И. Г.		9	Экономическая теория
			10	Цветкова А. Ю.

Учебный план                                                        Результаты сессии

№	Дисциплина	Семестр	Кол-во часов	Форма отчетности	Преподаватель		Студент	Учебный план	Оценка
1	2	1	60	зачет	10		1	1	1
2	3	1	24	экзамен	5		1	2	5
3	4	1	24	зачет	1		1	3	1
4	4	1	28	экзамен	1		1	4	4
5	5	1	28	зачет	8		1	5	1
6	5	1	32	экзамен	7		1	6	5
7	7	1	36	зачет	6		1	7	1
8	7	1	32	экзамен	2		1	8	5
9	2	3	60	зачет	10		2	1	1
10	5	3	20	зачет	3		2	2	5
11	5	3	28	экзамен	7		2	3	1
12	1	3	32	экзамен	2		2	4	4
13	8	3	32	экзамен	9		2	5	1
14	6	3	36	зачет	6		2	6	3
15	6	3	32	экзамен	6		2	7	1
16	9	3	24	зачет	4		2	8	4

 

Рис. 6.3. Разделение универсального отношения «Сессия»

 

Заменим в таблицах «Результаты сессии» и «Учебный план» конкретные значения на их номера в других таблицах и получим, помимо значительного упрощения процедуры модификации текстовых значений, дополнительные возможности по включению строк в таблицы «Студенты», «Преподаватели», «Дисциплины», что значительно расширяет возможности БД.

Теперь при изменении названия «Математический анализ» на «Мат. анализ» исправляется единственное значение в таблице «Дисциплины». И даже если оно вводится с ошибкой, то это не может повлиять на связь между дисциплиной, преподавателем и студентом (в связующей таблице «Результаты сессии» используются номера дисциплин учебного плана, а не их названия).

 

 

К оглавлению

Назад к разделу "Глава 6. Проектирование реляционной базы данных"

Вперед к разделу "6.2. Функциональная и многозначная зависимости"