Embed Size (px)
DESCRIPTION
Adatbázis kezelés tanfolyam elméleti anyaga
Citation preview
1
Adatbázis kezelés2010.04.12.1. rész.
2
Az adatbázis fogalma
Az adatbázis, logikailag összefüggő, meghatározott szerkezetben tárolt
adatok halmaza.
3
Adatbázisrendszerekmagába foglalják az adatbázisokat, a
hozzájuk kapcsolódó számítógépes erőforrásokat, s tágabb értelemben az adatbázisok tervezését, kezelését végző személyeket is. Ez utóbbiakat nevezzük: Adatbázis adminisztrátoroknak.
Minden adatbázisnak van egy belső struktúrája sémája. Ez tartalmazza az összes adatelem és a köztük lévő kapcsolatok definícióját, leírását.
4
Adatbázis Kezelő RendszerekAdatbázis feldolgozásról beszélünk akkor,
amikor egy nagytömegű, kötött szerkezetű adathalmaz (az adatbázis) feldolgozását végezzünk számítógéppel támogatott AdatBázis Kezelő Rendszer ( ABKR ) keretében.
Az ABKR, a számítógépen tárolt Adatbázisok létrehozását, karbantartását, feldolgozását biztosító, valamint az adatok sérülését megakadályozó szoftverek összefoglaló neve. angolul: DBMS - DataBase Management System
5
Az ABKR szolgáltatásai:az adatbázis szerkezetének létrehozásastrukturált (meghatározott szerkezetű) adattárolásszabályozott adat karbantartás ( bővítés,
módosítás, törlés )adatrendezés ( adott szempont szerinti sorba
állítás )adatszűrés ( adott szempont szerinti kiválogatás )szerkesztett lekérdezés ( interaktív és nyomtatott )egyszerű listázásadat export és import ( kapcsolat más
adatbázisokkal )adatvédelmi eljárások
6
Az ABKR-ek függetlenséget biztosítanak:Az adatkezelés fizikai, azaz
hardware lehetőségeitől: Egy adatbázis és a hozzá kapcsolódó feldolgozó eljárások attól függetlenül legyenek kialakíthatók, hogy a feldolgozást végző hardver eszközök (processzor, háttértár, nyomtató, stb.) éppen milyen típusú, illetve a hardvert működtető alapszoftverek milyenek.
7
Az adatelérés módjától:Az adatok elérésének és tárolásának módja (lásd fájlszerkezetek) különböző lehet. Az adatbázis kezelő szoftvereknek azonban még a rendszert fejlesztő programozó előtt is "el kell fednie" azokat az eljárásokat, amelyek által hozzájut a kívánt tartalmú és szerkezetű adatokhoz. A fejlesztőnek csak logikai adatkapcsolatokat kell meghatározni illetve a feldolgozás során csak a szükséges kérdéseket kell megfogalmazni a kívánt információ érdekében, de az eredmény előállításának módját nem kell definiálnia.
8
Az adatszerkezettől:Az adatbázis szerkezete nem állandó. Új felhasználói igények merülnek fel az üzemeltetés során. Ezek többnyire további input adatok bevitelét és újabb output szolgáltatást (új listák, képernyők, stb.) jelentenek. Mindez az adatszerkezet módosulását vonja maga után. Ugyanakkor a "régi" feldolgozást változatlan formában igénylik. Egy új igény beépítése hagyományos rendszerben komoly program és adatállomány rekonstrukciót igényel. Az adatbázis kezelő rendszereknek azonban fontos kritériuma, hogy a változtatás ne érintse a korábbi feldolgozó eljárásokat bár az adatok szerkezete természetesen megváltozott.
9
Az ABKR-kel szembeni elvárások:Az adatok definiálása különüljön el az
adatkezeléstől, (adatkatalógusban történik)
Az adatkatalógus maga is az adatbázis része, az adatokkal azonos módon történjen a feldolgozása
Az adatdefiníciónak, az adatkezelésnek és az adatbiztonságnak legyen programozási nyelve.
Ezen nyelvi eszközök adjanak módot más alkalmazások, programnyelvek számára a hozzáféréshez. (interfész elemek )
10
Az adatbázisokat kezelő programozási nyelvek tagolódása:
Adatleíró nyelv: (Data Definition Language
- DDL) Az adatbázis sémájának kialakításához használt programozási nyelv. Program utasítások csoportja, mellyel definiáljuk az adatok nevét, adattípusát, méretét, formátumát, hozzáférhetőségét. A teljes adatbázisnak az adott felhasználói igény szerinti részhalmazát alsémának nevezzük.
11
Az Adatmanipuláló nyelv : (Data
Manipulation Language - DML) Az adatbázisok feldolgozása az úgynevezett adatbázis-kezelő műveletek sorozataként valósul meg. A DML parancskészlet Az adatbázis elemeket (állományokat, rekordokat, kapcsolat leíró elemeket, stb.) és az adatokat mozgatni, létrehozni, felvinni, keresni, módosítani, törölni, egyszóval manipulálni képes.
12
A Lekérdező nyelv: (Query Language - QL )
Parancskészlet, mely segítségével az adatbázisban tárolt adatokat meghatározott igények szerint kinyerhetjük. Szabványos lekérdező nyelv az SQL - Structured Query Language, azaz magyarul a Strukturált lekérdező nyelv.
13
Az Adatvezérlő nyelv: (Data Control Language - DCL)
Az adatbázis feldolgozása során sok és bonyolult művelet kerül végrehajtásra. Ahhoz, hogy az adatbázis egy ilyen tranzakció után is „jó” maradjon, ne sérülhessenek benne adatok vagy adat kapcsolatok, folyamatosan ellenőrizni (kontrollálni) kell a műveletvégzéseket. Biztosnak kell lenni abban, hogy valóban végrehajtódott-e a kívánt művelet, minden szükséges művelet megtörtént-e és abban a sorrendben ahogy kell, nem szakadt-e meg egy művelet lánc. Az adatbázis működését kontrolláló parancsok csoportja alkotja az adatvezérlő nyelvet.
14
Adatvédelmi utasítások: Külön adatvédelmi nyelvről nem beszélünk, de léteznek adatvédelmi utasítások. Két alapvető célt valósítanak meg, hozzáférési jogokat definiálnak az adatbázishoz és annak elemeihez illetve a műveletvégzést szabályozzák. Például egy adatbázis bizonyos adatcsoportjához férhet csak hozzá az adott kezelő illetve amihez hozzáfér azt is csak olvashatja és módosíthatja de már nem törölheti.
15
Adatbázis szerkezetAz adatbázis adatállományok (adatfájlok) halmaz.
Pl. Egy Videó kölcsönző forgalmát feldolgozó adatbázis a Videofilmek és a Kölcsönző személyek adatait tartalmazó adatállományokból áll.
Az adatállomány logikailag összetartozó adatok meghatározott (előre megtervezett) szerkezetű tárolási formája. Más néven adat file.
Pl. A Videofilmek adatállománya a Videotékában forgalmazott filmek Címét, a megjelenés Dátumát, a film Műfaját, Kölcsönzési díját, stb. tartalmazza.
A Kölcsönző személyek adatállomány a Videotékából kölcsönző ügyfelek Személyi igazolvány számát, Nevét, Lakcímét, Születési dátumát, stb. tartalmazza.
Az adatállomány rekordokból áll, amelyek egy-egy konkrét adatsort tartalmaznak. Az előbb felsorolt adatok, ( Műfaj, Név, Lakcím, stb.) nem konkrét tartalmak, csak az adatok nevei, amelyekkel hivatkozunk rájuk. Egy adott film vagy ügyfél adatai az adatállomány rekordjaiban kerülnek eltárolásra. Minden rekordban egy-egy konkrét film vagy személy összetartozó adatai szerepelnek. Fontos jellegzetesség, hogy az adatok sorrendje minden rekordban azonos. Ezt értjük a "meghatározott szerkezetű" azaz strukturált adattárolás alatt.
16
Cím Dátum Műfaj Kölcsönzési díj
Star Wars 1. 2000 Sci-fi 100 Ft
Személyig. szám
Név Lakcím Születési dátum
456789123 Kiss Piroska Gerbera köz 3. 1974.04.12.
Videofilmek adatállomány:
Ügyfelek adatállomány:
A rekord eleme a Mező (field), amely egy konkrét adatot jelent az adatsorozatból.Pl. A mező neve: Cím, tartalma: Star Wars 1. vagy a mező neve: Lakcím, tartalma: Gerbera köz 3.
17
Adatbázis
Adatállomány
Az adatbázis szerkezete tehát az alábbi hierarchikus modellel írható le:
ADATBÁZIS { ADATÁLLOMÁNYOK { REKORDOK { MEZŐK } } }
Rekord
Mező
18
AdatkapcsolatokAz adatbázist, az egymással jól definiált
kapcsolatban álló adatállományok alkotják. A kapcsolatok lehetnek:
1 : 1 fokú kapcsolat1 : N fokú kapcsolatN : M fokú kapcsolatA kapcsolat foka azt jelenti, hogy az
egyik adatállomány rekordja(i) hány rekorddal áll(nak) kapcsolatban a másik adatállományban.
19
1:1 fokú kapcsolat
A kapcsolatban mindkét egyedtípus előfordulásai egyetlen egy
Férfi NőHÁZA
S
20
1:N fokú kapcsolat
Az egyik egyedtípus előfordulásai több előfordulással tarthatnak kapcsolatot a másikból, de a másik előfordulás továbbra is csak egy előforduláshoz kapcsolódhat
EmberBirtok
olAutó
21
N:M fokú kapcsolat
Mindkét egyedtípus előfordulásai több előfordulással is tarthatják a kapcsolatot
Oktató Tanít Tárgyat
22
Kulcs mezőAz adatállományok kapcsolatát az
adatállományok rekordjainak kitüntetett jelentőségű adata (mezője) biztosítja. Ezt a különleges adatot kulcsnak ( kulcsmező -nek ) nevezzük. A kulcs lehet, egyszerű kulcs - amikor csak 1 db, illetve összetett kulcs ha 2 vagy több attribútum vesz részt az egyedi azonosító képzésben. Az összetett kulcsból elhagyva bármelyik összetevőjét, a kulcs elveszti azonosító tulajdonságát. Elvileg egy egyednek több kulcsa is lehet, de a legtöbb esetben egyet szokás kiválasztani, amely a leginkább alkalmas az egyértelmű azonosításra. Ezt hívjuk elsődleges kulcsnak.
23
Az egyedi azonosító Az egyedi azonosító egy kiemelt jelentőségű adat, amely a rekordok
egyediségét, a rekordra (annak adataira) való egyértelmű hivatkozás lehetőségét biztosítja. Egyedi azonosító ( vagy rövidebben azonosító ) bármilyen adat lehet, amely a fenti feltételt teljesíti. A gyakorlat azonban többnyire az, hogy az adatbázis tervezése, ezen belül az adatállomány tartalmának meghatározása során a Rendszerszervező kialakít egy megfelelő egyedi azonosítót, amely célszerűen biztosítja a rekord egyedi azonosíthatóságát. Az egyedi azonosító bárhol elhelyezkedhet, a rekord adatai között, de célszerű azt az 1. mezőben elhelyezni.
Az egyedi azonosító lehet az azonosítandó objektum egy létező adata, amelyet természetes azonosítónak nevezünk és lehet az adatbázist létrehozó szakember által kialakított azonosító kód.
Fontos még az azonosító kódok kialakításának módszere. Tulajdonképpen másra nem is kellene figyelni, mint, hogy biztosított legyen az egyediség (nem ismétlődhet) elvének érvényesülése. A számítástechnikai feldolgozhatóság azonban különleges igényekkel lép fel.
Ilyenek az azonos hossz, azonos szerkezet, könnyű megjegyezhetőség, a tévesztés lehetőségének kiküszöbölése. A felsorolás sorrendje egyben a fontosság növekedését és a feltétel érvényesítésének bonyolultságát is jelenti.
A legegyszerűbb egyedi azonosítás a rekordok sorszámozása, amely sok adatbázis kezelőben automatikusan beépített. Ebben az esetben biztosan nem ismétlődik az azonosító.
24
Adatbázis modellek
Az adatbázis modellek, a vizsgált rendszer elemeire nézve leírják azok fontos tulajdonságait, összefüggéseit és tartalmukat, valamint meghatározzák felhasználásuk körülményeit. Az adatbázisok logikai adattárolási módszereit értjük Adatbázis modell alatt. Az egyes modellek, elsősorban az adatkapcsolatok jellegében térnek el.
25
Hierarchikus adatbázis modellGyakorlatilag egy fa struktúráról van szó, ahol a gyökérből
(angolul root) kiindulva elágazások, más néven csomópontok sorozatán keresztül jutunk el a tovább már nem elágazó csúcshoz.
A Hierarchikus adatmodell jellemzői: csak 1 : N típusú kapcsolat lehetséges az adatbázisban a Fa csomópontja és levelei az adatrekordok alá-fölérendeltségi viszony van a rekordok között az alárendelt ( MEMBER ) rekord csakis egyetlen
rekordhoz tartozhat, a Tulajdonosához a fölérendelt ( OWNER ) rekordhoz egy vagy több rekord
tartozhat egy közös szempont (pl. a tanulók lakhelye) szerinti
lekérdezése vagy csoportosítása, mindig a gyökérből kiindulva és az összes csomóponton áthaladva lehetséges.
26
Hálós adatbázis modell
Az adatkapcsolatok mellérendelt jellegűek (nincs tulajdonos), lehetséges az N : M és nyilván lehetséges ennek különleges esete az 1 : N típusú kapcsolat is.
Példa:1 : N Osztály - Tanulók
adatainak kapcsolataN : M Diákok - Tanárok
adatainak kapcsolata
27
Relációs adatbázis modellA legelterjedtebb adatbázis modell, a matematikai halmazelméleten
alapul. A reláció fogalma: adathalmazok Descartes szorzata által létrejött táblázat. A Descartes szorzat két halmaz egyesítése olyan módon, hogy az egyik halmaz minden egyes eleméhez hozzárendeljük a másik halmaz minden elemét. Reláció például a lehetséges összes vezetéknév és a magyar utónevek összerendelésével keletkező személynév halmaz, amely biztosan tartalmazza bármelyik magyar ember nevét.
A táblázat nem tartalmazhat két (vagy több) azonos tartalmú sort, a rekordok sorrendje a táblázaton belül tetszőleges, az adatok, vagyis a táblázat oszlopainak sorrendje szintén tetszőleges lehet.
A relációs adatbázis tehát egymással meghatározott kapcsolatban álló, táblázatok halmaza. Lényege, hogy az adatok kapcsolata csak logikai szinten kerül meghatározásra, azaz nincs fizikai kapcsolat leírás sem az adatállományokban sem külön állományban.
Az adattárolás, táblázatos (sor - oszlop) formában történik, a logikai adatkapcsolat a táblák között, kapcsoló adatelemek, kulcsok segítségével biztosítható.
28
Kulcsok a relációs modellbenA reláció kulcs a reláció egy sorát
azonosítja egyértelműen. A reláció kulcsnak a következő feltételeket kell teljesítenie
az attribútumok egy olyan csoportja, melyek csak egy sort azonosítanak (egyértelműség)
a kulcsban szereplő attribútumok egyetlen részhalmaza sem alkot kulcsot
a kulcsban szereplő attribútumok értéke nem lehet definiálatlan (NULL)
29
Adattípusok karakteres - betűk, számok, jelek numerikus - egész és tizedes számok (esetleg normál
alakban) dátum - általában formázható (pl. ÉÉÉÉ/HH/NN vagy
HH/NN/ÉÉ) logikai - tartalma csak igen/nem illetve igaz/hamis (y/n
ill. t/f) lehet kötetlen vagy bináris - alkalmas nagyméretű szövegek, képek,
térképek tetszőleges állományok bináris formájú tárolására
A null érték fogalma Az adatdefiníció során a név, hossz típus mellett tartalmi előírások
is hozzárendelhetők az adott tulajdonságtípushoz. ( dátum intervallum, min-max érték, stb.) Jelentősége abban áll, hogy lekérdezések esetén az „üres” tartalom is jelenthet valamit, de ha azért üres mert nem tudtunk még értéket adni az adatnak és ez kizáró ok arra , hogy lekérdezésben szerepeljen, akkor a típusát „null értéknek” kell előírni.
30
RedundanciaAdatredundancián azt értjük, ha egy adatot
egynél több helyen tárolunk egy számítógépes rendszerben. Azt nehéz elkerülni, hogy redundancia egyáltalán ne forduljon elő, azonban a többszörös előfordulások minimálisra csökkentése minden esetben fontos cél. Például ha egy adat több helyen szerepel, és azt módosítjuk, akkor az összes előfordulást módosítani kell. A redundancia kiküszöbölésének szokásos módszere, hogy az adatbázis tervezése során az ismétlődő adatokat „kiemeljük” és külön helyen tároljuk, a megfelelő helyen hivatkozva rá.
31
Redundancia megszüntetése példa
Kifizetetés dátuma
Kifizetett bér
Dolgozó neve
Dolgozó Anyja neve
Dolgozó lakcíme
Dolgozó tb száma
Dolgozó Adó száma
2010.01.03 100 000 Kiss Piroska
Szabó Ilona Gerbera köz 3.
123456789 987654321
2010.02.03 103 000 Kiss Piroska
Szabó Ilona Gerbera köz 3.
123456789 987654321
Kifizetetés dátuma
Kifizetett bér
Dolgozó azonosítója
2010.01.03 100 000 1001
2010.02.03 103 000 1001
Dolgozó azonosítója
Dolgozó neve
Dolgozó Anyja neve
Dolgozó lakcíme
Dolgozó tb száma
Dolgozó Adó száma
1001 Kiss Piroska
Szabó Ilona
Gerbera köz 3.
123456789
987654321
Eredeti adatok
Ismétlődő adatok kiemelése
32
Redundancia megszüntetése normál formákkalA logikai tervezés célja egy redundancia mentes reláció
rendszer, relációs adatbázis. A reláció elmélet módszereket tartalmaz a redundancia megszüntetésére, az úgynevezett normál formák segítségével. A normál formák képzése során leegyszerűsítve, olyan relációk felírása a cél, melyekben csak a reláció kulcsra vonatkozó tényeket tárolunk. Öt normál formát különböztetünk meg. A különböző normál formák egymásra épülnek, a második normál formában levő reláció első normál formában is van. A tervezés során a legmagasabb normál forma elérése a cél. Az első három normál forma a funkcionális függőségekben található redundanciák, míg a negyedik és ötödik a többértékű függőségekből adódó redundanciák megszüntetésére koncentrál.
33
1. Normál Forma (1NF)
Egy reláció első normál formában van, ha minden attribútuma egyszerű, nem összetett adat.
34
Szakkör Tanár Diákok
Számítástechnika Nagy Pál
Név Osztály
Kiss Rita III.b
Álmos Éva II.c
Video Gál János
Név Osztály
Réz Ede I.a
Vas Ferenc II.b
Szakkör Tanár Diákok Osztály
Számítástechnika Nagy Pál Kiss Rita III.b
Számítástechnika Nagy Pál Álmos Éva II.c
Video Gál János Réz Ede I.a
Video Gál János Vas Ferenc II.b
Összetett adatú reláció (Szakkörök)
Reláció első normál formában (Szakkörök)
35
2. Normál Forma (2NF)1 normál formában van (minden
attribútuma egyszerű, nem összetett adat)
A reláció minden nem elsődleges attribútuma teljes funkcionális függőségben van az összes reláció kulccsal
36
Terem Időpont Előadás Férőhely
B 10:00 Mitológia 250
A 8:30 Irodalom 130
B 11:30 Szinház 250
A 11:00 Festészet 130
A 13:15 Régészet 130
Terem Időpont Előadás
B 10:00 Mitológia
A 8:30 Irodalom
B 11:30 Szinház
A 11:00 Festészet
A 13:15 Régészet
Terem Férőhely
A 130
B 250
1NF reláció (Konferenciák)
2NF:
Konferenciák
Termek
37
3. Normál Forma (3NF)A második normál formájú relációkban nem
lehetnek olyan tények, amelyek a reláció kulcs részeihez kapcsolódnak. Azonban ennek ellenére is lehet bennük redundancia, ha olyan tényeket tartalmaznak, amelyek a nem elsődleges attribútumokkal állnak kapcsolatban. Ezt a lehetőséget szünteti meg a harmadik normál forma. Egy reláció harmadik normál formában van, ha
A reláció második normál formában van. A reláció nem tartalmaz funkcionális
függőséget a nem elsődleges attribútumok között.
38
Szakkör Tanár Születési év
Képzőművész Sár Izodor 1943
Iparművész Sár Izodor 1943
Karate Erős János 1972
Szakkör Tanár
Képzőművész Sár Izodor
Iparművész Sár Izodor
Karate Erős János
Tanár Születési év
Erős János 1972
Sár Izodor 1943
2NF reláció (szakkörök)
3NF:
Szakkörök
Tanárok
39
Boyce/Codd Normál Forma (BCNF)A normál formák tárgyalása során eddig olyan relációkra
mutattunk példákat, melyeknek csak egy reláció kulcsa van. A normál formák definíciója természetesen alkalmazható a több kulccsal rendelkező relációkra is. Ebben az esetben minden attribútum, mely valamely kulcsnak a része, elsődleges attribútum, de ez az attribútum függhet egy másik, ezt nem tartalmazó kulcs részétől. Ha ez a helyzet fennáll, redundanciát tartalmaz a reláció. Ennek a felismerése vezetett a harmadik normál forma egy szigorúbb definíciójához, a Boyce/Codd normál formához.
A reláció harmadik normál formában van Minden elsődleges attribútum teljes funkcionális
függőségben van azokkal a kulcsokkal, melyeknek nem része
40
Tanár Időpont Tantárgy
Félév
Diák_szám
Kiss Pál 93/1 Adatbázis 1 17
Jó Péter 93/1 Unix 1 21
Kiss Pál 93/2 Adatbázis 2 32
Jó Péter 93/1 Unix 2 19
KissPál 93/1 Adatbázis 3 25
Időpont
Tantárgy
Félév
Diák_szám
93/1 Adatbázis 1 17
93/1 Unix 1 21
93/2 Adatbázis 2 32
93/2 Unix 2 19
93/1 Adatbázis 3 25
Tanár Időpont Tantárgy
Kiss Pál 93/1 Adatbázis
Jó Péter 93/1 Unix
Kiss Pál 93/2 Adatbázis
3NF reláció (Tantárgyak)
BCNF:
Tantárgyak
Tanárok
41
Magyarázat: Tételezzük fel, hogy minden tanár csak egy tantárgyat, de
annak különböző féléveit oktatja. Ezek alapján a következő funkcionális függőségek írhatók fel:
Tanár, Félév -> Tantárgy Tantárgy, Félév -> Tanár A relációnak két kulcsa van, a (Tanár, Időpont, Félév) és a
(Tantárgy, Időpont, Félév). A relációban csak egy nem elsődleges attribútum található, a Diák_szám. Ez teljes funkcionális függőségben van mindkét reláció kulccsal, az elsődleges attribútumok között nincs függőségi viszony. Ezek alapján a reláció harmadik normál formában van. Azonban tartalmaz redundanciát, mivel ugyanazon tanár mellett többször is tároljuk a tantárgyat azonos időpontokban. A redundanciának az az oka, hogy a tanár attribútum az őt nem tartalmazó reláció kulcs (Tantárgy, Időpont, Félév) csak egy részétől (Tantárgy, Félév) függ.
42
4. Normál Forma (4NF)Mindeddig csak a funkcionális
függőségeket vizsgáltuk, a többértékű függőségeket nem. A további két normál forma a többértékű függőségekből adódó redundancia kiszűrését szolgálja. Egy reláció negyedik normál formában van
Harmadik normál formában van ésegy X->>Y többértékű függőséget
tartalmazó relációban csak az X és Y-ban megtalálható attribútumokat tartalmazza.
43
Személy Barát Hobbi
Nagy József Elek Attila foci
Nagy József Varga Attila foci
Kiss Péter Kiss Pál sakk
Kiss Péter Kiss Pál video
Személy Barát
Nagy József Elek Attila
Nagy József Varga Attila
Kiss Péter Kiss Pál
Személy Hobbi
Nagy József foci
Kiss Péter sakk
Kiss Péter video
3NF reláció (Barátok-Hobbik)
4NF:
Barát Hobbi
44
Magyarázat:Képzeljük el azt, hogy egy relációban tároljuk a
személyek, és barátaik nevét valamint hobbiját. Minden személynek több barátja és több hobbija is lehet.
Az eredeti reláció kulcsa valamennyi attribútumot tartalmazza. Csak egy kulcs van és nincsenek nem elsődleges attribútumok. Ezek alapján a reláció harmadik, sőt Boyce/Codd normál formában van, de mégis tartalmaz redundanciát, ugyanaz a személy-barát illetve személy-hobby kapcsolat többször is szerepelhet. A barát illetve hobby oszlop nem maradhat üres (NULL), mert része a kulcsnak! A reláció két többértékű függőséget tartalmaz: Személy->>Barát és Személy->>Hobbi. A negyedik normál forma szabályait kielégítő két relációra felbontva a redundancia megszüntethető.
45
5. Normál FormaHosszú ideig a negyedik normál formát tartották a
normalizálás utolsó lépésének. A többértékű függőségek külön relációkban tárolásával azonban információt veszthetünk. Ennek bemutatására nézzünk egy példát. Egy számítógépes ismeretek oktatására szakosodott Kft. több jól képzett tanárral rendelkezik. A tanárok többfajta tanfolyam oktatására is alkalmasak. A tanfolyamok az ország különböző részeiben kerülnek megtartásra. Ezek alapján állítsuk össze a Tanár-Tanfolyam-Helyszín relációt. Ebben a relációban csupán azt kívánjuk tárolni, hogy hol és milyen tanfolyamokat tartottak a tanárok, feltételezzük, hogy ugyanazon a helyszínen egyfajta tanfolyam csak egyszer kerül megtartásra.
46
Tanár Tanfolyam Helyszín
Nagy Éva Adatbázis I. Szeged
Kiss Pál Adatbázis I. Győr
Nagy Éva Adatbázis II. Pécs
Kiss Pál Adatbázis I. Pécs
Tanár Tanfolyam
Nagy Éva Adatbázis I.
Kiss Pál Adatbázis I.
Nagy Éva Adatbázis II.
Tanfolyam
Helyszín
Adatbázis I. Szeged
Adatbázis I. Győr
Adatbázis II. Pécs
Adatbázis I. Pécs
Tanár Helyszín
Nagy Éva Szeged
Kiss Pál Győr
Nagy Éva Pécs
Kiss Pál Pécs
Reláció
5NF:
47
A következő függőségeket írhatjuk fel Tanár->>Tanfolyam Tanár->>Helyszín Tanfolyam->>Helyszín. Az egyetlen reláció kulcs tartalmazza az összes attribútumot (Tanár, Tanfolyam, Helyszín), ebből következik, hogy Boyce/Codd normál formában van a reláció, de mégis tartalmaz redundanciát. Például két sorban is megtalálható, hogy Kiss Pál Adatbázis I. tanfolyamot tanít. A relációt felbontva két - csak egy többértékű függőséget tartalmazó - relációra, (Tanár, Tanfolyam) és (Tanár, Helyszín), a redundancia megszüntetésével információt is vesztünk. A felbontás után már nem tudjuk, hogy a tanár melyik tantárgyát oktatja az adott helyszínen. Például Nagy Éva adatbázis I. vagy adatbázis II. tanfolyamot tart-e Pécsett. Az eredeti relációt három relációra felbontva kapjuk meg az ötödik normál formát. Az eredményül kapott három reláció összekapcsolásával előállítható az eredeti reláció, de bármelyik két reláció összekapcsolása még nem elegendő. Az ötödik normál formának megfelelő felbontás
eredményeképpen a tárolandó adatmennyiség megnövekszik, a reláció három táblára bontásával. Általában célszerűbb egy újabb oszlop bevezetésével csak két táblára bontani a relációt.
48
ID Tanfolyam Helyszín
1 Adatbázis I. Szeged
2 Adatbázis I. Győr
3 Adatbázis II. Pécs
4 Adatbázis I. Pécs
Tanár ID
Nagy Éva 1
Kiss Pál 2
Nagy Éva 3
Kiss Pál 4
ID Tanfolyam Tanár
1 Adatbázis I. Nagy Éva
2 Adatbázis I. Kiss Pál
3 Adatbázis II. Nagy Éva
4 Adatbázis I. Kiss Pál
Helyszín ID
Szeged 1
Győr 2
Pécs 3
Pécs 4
VAGY
49
Struktúra Generális Mátrix (SGM)A normalizált reláció ábrázolható Struktúra
Generális Mátrixban is. A mátrixban a következő jeleket alkalmazzuk:
Jelölések: azonosító részazonosító¬ leíró tulajdonságTípusok:Cx: Szöveg;hosszN: SzámM:PénznemD: Dátum[/Idő]L: Logikai
50
Példa SGM-re3NF reláció:Táblák: TANULÓ (Tanuló kód, Név, Ir_szám, Út)HELYSÉG (Ir_szám, Város)GYŰJTÖTT TÁRGYAK (Gyűjtött tárgy kódja, Gyűjtött
tárgy neve)KI MIT GYŰJT (Tanuló_kód, Gyűjtött tárgy kódja, Db)A táblák közötti kapcsolatok:HELYSÉG (Ir_szám) TANULÓ (Ir_szám) (1:N)TANULÓ (Tanuló kód) KI MIT GYűJT(Tanuló kód)
(1:N)GYŰJTÖTT TÁRGYAK (Gyűjtött tárgy kódja) KI MIT
GYŰJT (Gyűjtött tárgy kódja) (1:N)
51
Táblák
Mezőnevek Helység Tanuló Gyűjtött tárgyak
Ki mit gyűjt
Ir_szám *
Város
Tanuló kód *
Név
Út
Gyűjtött tárgy kódja
*
Gyűjtött tárgy neve
Db
52
Bachman féle adatszerkezeti diagramAdatszerkezeti diagram: Az
egyedek egymáshoz való viszonyainak grafikus ábrázolására használjuk.
Jelölések:Adat Megjelenése
Egyed
Attribútum * Az att. az egyedek neve alatt soroljuk fel
Kapcsolat
Több kapcsolat
Lehetséges
Szükséges
Egyed
53
A kapcsolat mindkét végén kis merőleges szakasz vagy kör szerepelhet, ami a kapcsolat jellegére utal. A vonal a kapcsolat kötelező, a kör a kapcsolat opcionális voltára utal. Azaz a fenti Egyed-kapcsolat diagram azt fejezi ki, hogy minden kapitánynak van hajója és minden hajónak van kapitánya.
A fenti kapcsolatban a kör azt fejezi ki, hogy lehetnek olyan kapitányok, akiknek nincsen hajója.
Az egy a többhöz kapcsolat esetén is lehetnek kötelező vagy opcionális megjelölések. A fenti kapcsolaton szereplő körök azt fejezik ki, hogy lehetnek munkanélküliek és lehetnek alkalmazott nélküli cégek. A kapcsolaton megjelenhet a kapcsolatot kifejező szöveg.
54
A fenti kapcsolat azt fejezi ki, hogy egy járművet több személy vezethet (persze nem egy időben), és egy személy több járművet vezethet. A több a többhöz kapcsolat a legtöbb esetben rejtett egyedet tartalmaz illetve az áttekinthetőséget, értelmezést zavarja. A több a többhöz kapcsolat egy újabb egyed beiktatásával és két egy a többhöz kapcsolattá alakítható át.
55
Előfordulhat, hogy egy egyed példányi között áll fent kapcsolat. Ezt rekurzív kapcsolatnak nevezzük. Ilyen lehet például a munkahelyi főnök - beosztott kapcsolat.
56
Gyakorlófeladat.Vége az első résznek
