НОРМАЛИЗАЦИЯ ОТНОШЕНИЙ

Одна из важнейших проблем проектирования схемы БД заключается в выделении типов записей (отношений), определении состава их атрибутов. Группировка атрибутов должна быть рациональной, т. е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления.

Сначала эти вопросы решались интуитивно. Однако интуиция может подвести даже опытного специалиста, поэтому Коддом был разработан в рамках реляционной модели данных аппарат, называемый нормализацией отношений. И хотя идеи нормализации сформулированы в терминологии реляционной модели данных, они в равной степени применимы и для других моделей

данных.

Коддом выделено три нормальных формы отношений. Самая совершенная из них - третья. Предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей нормальной форме. В процессе таких преобразований могут выделяться новые отношения.

Вначале введем понятие простого и сложного атрибута. Простым назовем атрибут, если значения его атомарны, т. е. неделимы. В противовес ему сложный атрибут может иметь значение, представляющее собой конкатенацию нескольких значений одного или разных доменов. Аналогами сложного атрибута может быть вектор, агрегат данных, повторяющийся агрегат. 

Первая нормальная форма. Отношение называется нормализованным или приведенным к первой нормальной форме (1НФ), если все его атрибуты простые.

Ненормализованное отношение легко сделать нормализованным. Такое преобразование может привести к увеличению мощности отношения и изменению ключа.

   Функциональная зависимость. Пусть Х и Y - два атрибута некоторого отношения, Говорят, что Y функционально зависит от X, если в любой момент времени каждому значению Х соответствует не более чем одно значение атрибута Y. Функциональную зависимость можно обозначить так: Х>Y.

Полная функциональная зависимость. Говорят, что неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа, если он функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа.

Вторая нормальная форма. Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа.

Чтобы отношение привести ко второй нормальной форме, необходимо:

а) построить его проекцию, исключив атрибуты, которые не находятся в полной функциональной зависимости от составного ключа;

б) построить дополнительно одну или несколько проекций на часть составного ключа и атрибуты, функционально зависящие от этой части ключа.

Транзитивная зависимость. Пусть X, Y, Z - три атрибута некоторого отношения. При этом Х>Y и Y>Z, но обратное соответствие отсутствует, т. е. Z не> или Y не>Х. Тогда говорят, что Z транзитивно зависит от X.

Третья нормальная форма. Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.

Основное достоинство реляционного подхода - его простота и доступность. Пользователи абстрагированы от физи­ческой структуры памяти. Это позволяет эксплуатировать БД без знания методов и способов ее построения. Основные достоинства РМД следующие: простота, независимость данных; гибкость; непро­цедурные запросы, теоретическое обоснование на основе теории отношений. Это дает возможность пользователям формировать их запросы более компактно, в терминах более крупных агрегатов.

Большинство СУБД для персональных ЭВМ составляют системы, поддерживающие реляционную модель данных. К этому классу следует отнести самую распространенную на ПЭВМ систему dBase фирмы Ashton-Tate Corp.(версии dBaseП, dBaseШ, dBaseШ PLUS, dBaseIV) и многочисленное семейство совметимых с нею программных продуктов - FoxBase+ и FoxPro фирмы Fox Software, Clipper'87 фирмы Nantucket Corp., QuickSilver и dBXL фирмы Wordtech, User Interfase фирмы WallSoft Systems Inc., dBFast фирмы dBFast Inc. Широко распространены также реляционные системы Oracle фирмы Oracle Corp., Paradox фирмы Borland International, ряд версий системы R:base 4000, R:base 5000, R:base System V, R:base for DOS, R:base 3.0)фирмы Microrim, система DB2 фирмы IBM Corp.

 Как уже говорилось выше, в реляционной модели данных есть возможность определения одного атрибута или их множества в ка­честве ключа отношения. Это свойство позволяет формировать зап­росы к базе данных очень компактно с использованием терминов ре­ляционной алгебры и реляционного счисления, что делает реляционную модель очень простой для разработчика прикладного программного обеспечения.

С другой стороны, вся информация, которая будет храниться и использоваться в ИИСОД представляется в табличной форме, что яв­ляется характерной чертой представления информации в реляционных базах данных, а в частности, в их разновидности табличных базах данных.

С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что для раз­работки системы наиболее подходит СУБД, основанная на использо­вании реляционной модели данных.

Из всего многообразия реляционных СУБД, представленных на рынке в настоящее время (DBASE IV, Clipper IV, V и т.д.) сразу можно выделить СУБД FoxPro 2.0 фирмы FoxSoftware Inc СУБД FoxPro II включает в себя все лучшие функциональные возможности СУБД FoxBase+ версии 2.11. Вместе с тем она обладает лучшими возможностями по сравнению с DBASE IV по производитель­ности. Требования к ресурсам памяти на стадии выполнения значи­тельно снижены.

FoxPro 2.0 имеет графический многооконный интерфейс с под­держкой манипулятора "мышь" и клавиатуры. Он реализует элементы объектно-ориентированного подхода, при этом за различными окнами одновременно открытыми окнами могут быть закреплены различные процедуры (например: генерация отчета, просмотр файла и т.д.). Развитый генератор отчетов позволяет формировать отчеты не толь­ко табличной, но и ленточной формы.

Язык программирования полностью включат язык СУБД DBASE IV. Дополнительно в него включено более 140 различных расширений. При этом сохранена полная программная совместимость с младшими версиями системы.

СУБД FoxPro 2.0 обладает возможностями поддержки разработки и отладки программ, средствами отслеживания изменений исходных текстов программных модулей с их автоматической перекомпиляцией. Предусмотрены специальные окна для отладчика программ, работаю­щего в терминах исходного текста. Окно трассировки позволяет анализировать логику выполнения программы. Эта информация мож использоваться и при работе в пошаговом режиме. Отдельное окно предусмотрено для просмотра значений переменных по ходу выполне­ния программы.

Система позволяет использовать средства разработки приклад­ных программ, имеющиеся в составе ее предшественницы, такие как генератор экранных форм ввода-вывода FoxView и генератор прог­рамм на основе этих экранных форм FoxCode с его языком шаблонов.

FoxPro 2.0 включает расширенную интегрированную среду раз­работчика, в состав которой входят конструктор меню (Menu Builder), экранный редактор для создания форм ввода-вывода (Screen Painter), средства поддержки языка шаблонов и утилита поддержки прикладного программного обеспечения (Make). Эта среда позволяет значительно сократить сроки создания программ.

Компилятор языка программирования системы дает возможность получать загружаемые программные модули, не требующие для своей работы поддержки системной среды.

Программный интерфейс позволяет включать в разрабатываемые программы модули, написанный на языках Си и Ассемблер, а также динамически подключать на стадии компоновки библиотеки объектных модулей.

Большой интерес представляет системный табличный интерфейс для конечных пользователей, основанный на широко распространенном реляционном языке QBE (Query-By-Example), получившем здесь наз­вание RQBE. Драйверы RQBE предоставляют пользователям доступ к базам данных, управляемых как системой FoxPro, так и различными SQL- серверами в локальных сетях пЭВМ.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод что СУБД FoxPro 2.0 является наиболее приемлемым средством для программ­ной реализации ИИСОД. Как следствие, разрабатываемую в рамках данного дипломного проекта подсистему "Контроль исполнения" сле­дует реализовать с применением системы FoxPro 2.0.

FOXPRO ВЕРСИИ 2.0

Система FoxPro, разработанная фирмой Microsoft, является полновесной многопользовательской системой управления базами данных реляционного типа класса dBASE. Целью разработки являлось создание СУБД, которая являясь развитием ссистем класса dBASE включала бы в себя все их положительные черты и, одновременно, предоставляла бы пользователю дополнительные возможности по раз­работке законченных программных продуктов, не требующих поддерж­ки среды СУБД.

FoxPro является программным продуктом для управления данными - каталогизации, поиска и обработки информации. Большое число операций по управлению базами данных может быть выполнено через систему меню и интерфейс, однако в полной мере использовать мощные возможности FoxPro можно только при знании описываемого ниже языка программирования.

Основные термины.

Для упрощения освоения правильного синтаксиса команд и функций FoxPro следует знать следующие основные термины.

ВРЕМЕННАЯ ПЕРЕМЕННАЯ это адресуемый по имени переменной участок оперативной памяти, используемый для временного хранения данных. Может использоваться и термин ПЕРЕМЕННАЯ ПАМЯТИ. Можно изменять содержимое временной переменной, но ее имя и расположение в памяти остаются неизменными, пока не закончится сеанс работы с FoxPro или пока переменная не будет освобождена. Временные переменные и их значения теряются, если только их не сохранить на диске перед выходом из FoxPro или перед выключением компьютера. Имена временных переменных могут включать до десяти символов букв, цифр и знаков подчеркивания, и должны начинаться с буквы. Временные переменные могут хранить символьные, числовые, числовые с плавающей запятой, логические данные, а также данные типа "дата".

ПОЛЕ БАЗЫ ДАННЫХ это любой элемент данных, входящий в запись базы данных. Одно или более полей образуют запись базы данных, и одна или более записей образуют файл базы данных. Имена полей могут включать до десяти символов букв, цифр и знаков подчеркивания, и должны начинаться с буквы.

ФУНКЦИЯ представляет собой заранее подготовленную подпрограмму, которая может выполняться по запросу из любой точки FoxPro. Если возвращаемый функцией результат представляет собой допустимый в выражении тип данных, то функции могут включаться в выражения.

ОПЕРАТОР представляет собой символ или последовательность символов, которые специфицируют определенную операцию, выполняемую над одним или большим числом величин для получения результата.