Пример проектирования реляционной БД

Рассмотрим следующую задачу: пусть необходимо обеспечить сбор и обработку данных по результатам сдачи экзаменов и зачетов сту­дентами факультета. Организация данных должна поддерживать:

• выполнение текущего учебного плана;

• формирование ведомостей по отдельным дисциплинам для групп студентов;

• формирование листов зачетных книжек студентов;

• формирование сводной ведомости курса;

• расчет среднего балла по дисциплинам и т. п.

Приведем этапы построения инфологической и даталогической моделей (ER-диаграммы и реляционной схемы) для решения такой задачи.

Построение ER-диаграммы

Представим предметную область как взаимодействие двух сущно­стей — «Дисциплина учебного плана» и «Студент»: каждый студент сдает экзамен или зачет по некоторой дисциплине учебного плана и получает оценку, которая должна быть зафиксирована в модели данных.

«Дисциплина учебного плана» с точки зрения решаемой задачи должна быть представлена группой свойств, позволяющих характе­ризовать дисциплину в рамках каждого отдельного семестра: наиме­нование дисциплины, семестр, количество часов, форма отчетности (экзамен или зачет) и данные о преподавателе, читающем дисципли­ну. Необходимость задания таких свойств обусловлена, с одной сто­роны, задачей организации хранения результатов сдачи экзаменов и зачетов (наименование дисциплины, семестр и форма отчетности), и с другой стороны — задачей формирования листов зачетных книжек (количество часов и данные о преподавателе). Отдельный экземпляр такой сущности однозначно идентифицируется тройкой свойств — наименование дисциплины, семестр и форма отчетности.

Сущность «Студент» для обеспечения выполнения объявленных функций должна характеризоваться следующими свойствами: фами­лия, имя, отчество и номер группы. Однако следует отметить, что даже набор значений всех этих свойств не может однозначно характе­ризовать экземпляр сущности, так как можно предполагать наличие в одной группе полных тезок. Таким образом, для идентификации от­дельного экземпляра сущности необходимо ввести дополнительное (ключевое) свойство — идентификационный номер студента.

Определим для сущности «Студент» еще два дополнительных свойства, которые не будут непосредственно обеспечивать решение поставленной задачи, но могут служить для реализации дополни­тельных (сервисных) функций (например, организации почтовой или телефонной связи): домашний адрес и номер телефона. Свойст­во «Домашний адрес», являясь по сути составным, будет на самом деле рассматриваться в контексте решаемых задач как простое, а свойство «Номер телефона» — как условное.

Взаимодействие сущностей реализуется связью «Сводная ведо­мость», т. е. Студент сдает экзамен (зачет) по Дисциплине учебного плана. Мощность связи — «многие ко многим» (М:М). Для иденти­фикации связи отдельных экземпляров сущностей в этом случае не­обходимо наличие у связи следующих дополнительных свойств: оценка и дата сдачи экзамена (зачета).

ER-диаграмма рассматриваемой задачи представлена на рис 17

 

 

Рис. 17. ER-диаграмма рассматриваемой задачи

Построенная ER-диаграмма находится в первой нормальной фор­ме, так как сущности не имеют повторяющихся групп свойств. Однако при рассмотрении свойств сущности «Дисциплина учебного плана» можно заметить, что свойство «Преподаватель» за­висит только от части ключевых свойств, — а именно от свойств «Наименование дисциплины» и, возможно, «Форма отчетности». Следовательно, для того чтобы привести ER-диаграмму ко второй нормальной форме, необходимо выделить свойство «Преподава­тель» в отдельную сущность.

Новая сущность «Преподаватель» характеризуется группой ос­новных свойств — фамилия, имя, отчество, и группой дополнитель­ных свойств — кафедра, должность, домашний адрес и телефон. Так же, как и для сущности «Студент», для сущности «Преподаватель» необходимо ввести дополнительное (ключевое) свойство — иденти­фикационный номер преподавателя.

Взаимодействие новой сущности с сущностью «Дисциплина учебного плана» осуществляется посредством новой связи «Читает». Мощность связи — «Многие к одному» (М:1), т. е. несколько дис­циплин учебного плана может читать один преподаватель.

 

 

Рис. 18. Нормализованная ER-диаграмма

 

Измененная ER-диаграмма представлена на рис. 18. Новый ва­риант ER-диаграммы находится в третьей нормальной форме, так как сущности не имеют свойств, зависящих от неключевых.