Построение реляционной схемы

Следующий этап проектирования — построение даталогической мо­дели. В рассматриваемом случае задача этого этапа — преобразова­ние ER-диаграммы в реляционную схему.

Реляционный подход, в основе которого лежит принцип разде­ления данных и связей, обеспечивает, с одной стороны, независи­мость данных, а с другой — более простые способы хранения и об­новления.

Первые шаги преобразования состоят в превращении каждой сущности в отношение (таблицу). Связь типа М:М, которую назы­вают «сущность—связь», тоже превращается в отдельное отношение. Каждое свойство становится атрибутом — столбцом соответствую­щей таблицы.

После реализации этих шагов получаем реляционную схему, изображенную на рис. 19, где представлены таблицы «Студенты», «Сводная ведомость», «Учебный план» и «Кадровый состав», ото­бражающие соответственно сущности «Студент», «Сводная ведо­мость», «Дисциплина учебного плана» и «Преподаватель».

Далее необходимо преобразовать связи во внешние ключи. Связь «многие ко многим», реализуемая отношением «Сводная ве­домость», должна содержать уникальные идентификаторы сущно­стей — участников связи. При этом, если для однозначной иденти­фикации студента достаточно добавить в таблицу столбец ID_Cmyдент, то однозначная идентификация дисциплины потребует добавления в таблицу столбцов Наименование, Семестр и Форма_отчетности. Хранение всей этой информации явно приведет к избыточности данных и их потенциальной противоречивости (на­пример, если при переносе дисциплины на другой семестр обновить только строку таблицы «Учебный план», то содержимое таблицы «Сводная ведомость» станет неактуальным).

 

Для ликвидации избыточности и потенциальной противоречи­вости данных добавим в таблицу «Учебный план» столбец ID_ План, содержимое которого будет однозначно идентифицировать каждую строку таблицы. Теперь этот новый столбец станет первичным клю­чом, и одноименный столбец должен быть добавлен в таблицу «Сводная ведомость».

Связь «Читает» предполагает добавление в таблицу «Учебный план» столбца ID Преподаватель. Реляционная схема со связями представлена на рис. 20.

 

 

 

Рис. 20. Реляционная схема со связями

Нормализация таблиц

Все построенные таблицы находятся в первой нормальной форме, так как каждый столбец таблицы неделим и в рамках одной табли­цы нет столбцов с одинаковыми по смыслу значениями.

Таблица «Сводная ведомость» через столбцы ID _Студент и ID_ План связывает информацию о студенте с информацией о кон­кретной дисциплине и фиксирует оценку, полученную студентом. Оценка и дата сдачи экзамена (зачета) однозначно зависят от содер­жимого столбцов ID_ Студент и ID_ План, которые представляют собой составной первичный ключ. Таким образом, все таблицы имеют первичные ключи, которые однозначно определяют строки и неизбыточны, и можно говорить о том, что таблицы находятся во второй нормальной форме.

Рассмотрим подробнее таблицу «Учебный_план», которая со­держит перечень дисциплин текущего учебного плана. Первичным ключом таблицы служит столбец ID_ План, который однозначно ха­рактеризует каждую дисциплину учебного плана с точностью до се­местра, т. е. для дисциплин, протяженность изучения которых более одного семестра, в таблице будет отведено столько строк, сколько семестров длится изучение дисциплины. Тогда хранение наимено­ваний дисциплин в таблице «Учебный_план» становится избыточ­ным: например, если изучение английского языка длится шесть се­местров, то наименование «Английский язык» будет повторено в шести записях и есть вероятность сделать шесть различных ошибок при вводе одного и того же наименования.

Чтобы избежать этого, проведем декомпозицию отношения «Учебный план», выделив наименования дисциплин в отдельное от­ношение. В результате получим дополнительную таблицу «Дисцип­лины» со столбцами ID _Дисциплина и Наименование, а столбец На­именование в таблице «Учебный_план» заменим столбцом ID_Д исциплина, сформировав тем самым вторичный ключ, связывающий новую таблицу с таблицей «Учебный_план».

Таблица «Студенты»

Таблица «Дисциплины»

Таблица «Кадровый_состав»

Таблица «Учебный план»

Таблица «Сводная ведомость»