تحتوي قاعدة البيانات العلائقية على معلومات هيكلية ودلالية. يتم تحديد بنية قاعدة البيانات من خلال عدد ونوع العلاقات التي تحتوي عليها، وعلاقات رأس بأطراف الموجودة بين مجموعات هذه العلاقات. يصف الجزء الدلالي مجموعة التبعيات الوظيفية الموجودة بين سمات هذه العلاقات. دعونا نحدد الاعتماد الوظيفي.

تعريف:إذا تم إعطاء سمتين X وY لبعض العلاقة، يقال أن Y تعتمد وظيفيًا على X إذا كانت كل قيمة X في أي لحظة من الزمن تتوافق مع قيمة واحدة بالضبط من Y. ويشار إلى الاعتماد الوظيفي بواسطة X -> Y. لاحظ أن X وY لا يمثلان سمات فردية فحسب، بل أيضًا مجموعات مكونة من عدة سمات لعلاقة واحدة. يمكننا القول أن التبعيات الوظيفية هي علاقات رأس بأطراف موجودة داخل العلاقة.

العلاقة النموذجية الثانية (2NF) تحديد الاعتماد الوظيفي الكامل و2NF. خصائص العلاقات في 2NF. خوارزمية التخفيض إلى 2NF. نظرية هيث. أمثلة.

مفهومالاعتماد الوظيفي الكامل.

التعريف: سمة غير رئيسية تعتمد وظيفيا بشكل كاملمن مفتاح مركب إذا كان يعتمد وظيفيًا على المفتاح بأكمله ككل، ولكنه لا يعتمد وظيفيًا على أي من السمات المكونة له.

تعريف: الاعتماد الوظيفي المفرط- تبعية تحتوي على معلومات يمكن الحصول عليها على أساس التبعيات الأخرى المتوفرة في قاعدة البيانات.

2NF - النموذج العادي الثاني.

تعريف الشكل الطبيعي الثاني: العلاقة موجودة 2NF، إذا كان في 1NF وكل سمة غير أساسية تعتمد وظيفيًا بشكل كامل على المفتاح.

يعتبر مخطط قاعدة البيانات الذي لا يحتوي على تبعيات وظيفية زائدة عن الحاجة صحيحًا. خلاف ذلك، عليك اللجوء إلى إجراء التحلل (التحلل) لمجموعة العلاقات الحالية. في هذه الحالة، تحتوي المجموعة المولدة على عدد أكبر من العلاقات، وهي إسقاطات لعلاقات المجموعة الأصلية. (تم وصف عملية الإسقاط في القسم الخاص بالجبر العلائقي.) تسمى العملية العكسية خطوة بخطوة لاستبدال مجموعة معينة من العلاقات بمخطط آخر، والقضاء على التبعيات الوظيفية الزائدة عن الحاجة، بالتطبيع.

يتطلب شرط الرجوعية أن يحافظ التحلل على تكافؤ الدوائر عند استبدال دائرة بأخرى، أي. في العلاقات الناتجة:

1) يجب ألا تظهر الصفوف المفقودة سابقًا؛

2) يجب أن تلبي علاقات المخطط الجديد المجموعة الأصلية من التبعيات الوظيفية.

نظرية هيث

دع العلاقة تعطى.

لو صيرضي الاعتماد الوظيفي فهو يساوي اتحاد إسقاطه و

العلاقة النموذجية الثالثة (3NF) تعريف الاعتماد المتعدي وخوارزمية 3NF للاختزال إلى نموذج Boyce-Codd العادي (BCNF). خصائص العلاقات في 3NF وفي NFBC. أمثلة.

تعد قيود التفرد التي تفرضها الإعلانات الأساسية والمرشحة للعلاقة حالة خاصة من القيود المرتبطة بالمفهوم التبعيات الوظيفية.

لشرح مفهوم الاعتماد الوظيفي، خذ بعين الاعتبار المثال التالي.

دعونا نحصل على علاقة تحتوي على بيانات حول نتائج جلسة واحدة محددة. يبدو الرسم البياني لهذه العلاقة كما يلي:

حصة ( كتاب الصف رقم ، الاسم الكامل، غرض ، درجة)؛

تشكل السمات "رقم دفتر التقديرات" و"الموضوع" مفتاحًا أساسيًا مركبًا (نظرًا لأنه تم الإعلان عن سمتين كمفتاح) لهذه العلاقة. في الواقع، من هاتين السمتين يمكن تحديد قيم جميع السمات الأخرى بشكل لا لبس فيه.

ومع ذلك، بالإضافة إلى قيد التفرد المرتبط بهذا المفتاح، يجب بالضرورة فرض الشرط على العلاقة التي يتم بموجبها إصدار كتاب درجات واحد بالضرورة لشخص واحد محدد، وبالتالي، في هذا الصدد، يجب أن تحتوي الصفوف التي لها نفس رقم كتاب التقديرات على نفس قيم سمات "الاسم الأخير" و"الاسم الأول والأوسط".

إذا كان لدينا الجزء التالي من قاعدة بيانات معينة لطلاب مؤسسة تعليمية بعد جلسة معينة، ففي الصفوف التي تحتوي على دفتر السجل رقم 100، تتطابق سمات "الاسم الأخير" و"الاسم الأول" و"اسم العائلة"، و سمات "الموضوع" و"التقييم" - غير متطابقة (وهو أمر مفهوم، لأنهما يتحدثان عن مواضيع مختلفة والأداء فيها). وهذا يعني أن سمات "الاسم الأخير" و"الاسم الأول" و"اسم العائلة" تعتمد وظيفيامن السمة "رقم دفتر التقديرات"، والسمات "الموضوع" و"الدرجة" مستقلة وظيفيًا.

هكذا، الاعتماد الوظيفيهي تبعية لا لبس فيها مجدولة في أنظمة إدارة قواعد البيانات.

الآن دعونا نقدم تعريفًا صارمًا للاعتماد الوظيفي.

تعريف: دع X، Y تكون مخططات فرعية لعلاقات المخطط S التي تحدد على المخطط S مخطط التبعية الوظيفية X > ي(اقرأ "السهم X Y"). دعونا نحدد inv قيود التبعية الوظيفية > ص>كبيان أنه، فيما يتعلق بالمخطط S، فإن أي مجموعتين تتطابقان في الإسقاط إلى المخطط الفرعي X يجب أن تتطابق أيضًا في الإسقاط إلى المخطط الفرعي Y.

لنكتب نفس التعريف بشكل رسمي:

الجرد > ص> ص(س) = ر 1 , ر 2 ? ص(ر 1 [X] = ر 2 [X] ? ر 1 [ي] = ر 2 [ي]), X, ي؟ س؛

ومن المثير للاهتمام أن هذا التعريف يستخدم مفهوم عملية الإسقاط الأحادي، الذي واجهناه سابقًا. في الواقع، كيف يمكنك، إذا لم تستخدم هذه العملية، إظهار أن عمودين في جدول العلاقات، بدلاً من الصفوف، متساويان مع بعضهما البعض؟ لذلك، كتبنا فيما يتعلق بهذه العملية أن تزامن الصفوف في الإسقاط على بعض السمات أو عدة سمات (المخطط الفرعي X) يستلزم بالتأكيد تزامن نفس أعمدة الصف في المخطط الفرعي Y إذا كان Y يعتمد وظيفيًا على X .

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في حالة الاعتماد الوظيفي لـ Y على X، فإنهم يقولون أيضًا أن X يحدد وظيفياي أو ما ي تعتمد وظيفيامن X. في مخطط الاعتماد الوظيفي X > Y، تسمى الدائرة الفرعية X الجزء الأيسر، وتسمى الدائرة الفرعية Y الجزء الأيمن.

في ممارسة تصميم قاعدة البيانات، يُشار عادةً إلى مخطط التبعية الوظيفية على أنه مخطط التبعية الوظيفية للإيجاز.

نهاية التعريف.

في الحالة الخاصة عندما يتزامن الجانب الأيمن من الاعتماد الوظيفي، أي المخطط الفرعي Y، مع مخطط العلاقة بأكمله، يصبح قيد الاعتماد الوظيفي قيدًا فريدًا للمفتاح الأساسي أو المفتاح المرشح. حقًا:

الجرد<ك > س> ص(س) = ? ر 1 , ر 2 ? ص(ر 1 [ك] = ر 2 [ك] > ر 1 (س) = ر 2 (س)), ك ? س;

إنه فقط عند تحديد الاعتماد الوظيفي، بدلاً من الدائرة الفرعية X، عليك أن تأخذ التعيين الرئيسي K، وبدلاً من الجانب الأيمن من التبعية الوظيفية، الدائرة الفرعية Y، تحتاج إلى أخذ مخطط العلاقة بأكمله S، أي، في الواقع، يعد قيد التفرد لمفاتيح العلاقات حالة خاصة لقيود الاعتماد الوظيفي عندما يكون الجانب الأيمن مساويًا لمخططات الاعتماد الوظيفية للمخطط العلائقي بأكمله.

فيما يلي أمثلة لصور الاعتماد الوظيفي:

(رقم كتاب الصف) > (الاسم الأخير، الاسم الأول، اسم العائلة)؛

(رقم كتاب الدرجة، الموضوع) > (الدرجة)؛

2. قواعد استنتاج ارمسترونغ

إذا كانت أي علاقة أساسية تلبي التبعيات الوظيفية المحددة بواسطة المتجهات، فمن الممكن، باستخدام قواعد الاستدلال الخاصة المختلفة، الحصول على تبعيات وظيفية أخرى ستلبيها هذه العلاقة الأساسية بالتأكيد.

ومن الأمثلة الجيدة على هذه القواعد الخاصة قواعد الاستدلال الخاصة بأرمسترونج.

ولكن قبل أن نبدأ في تحليل قواعد ارمسترونغ للاستدلال نفسها، دعونا ندخل في الاعتبار رمزًا لغويًا جديدًا "+"، يسمى رمز البيان الفوقي حول الاستنباط. عند صياغة القواعد يكتب هذا الرمز بين تعبيرين نحويين ويشير إلى أن الصيغة التي على يمينه مشتقة من الصيغة التي على يساره.

دعونا الآن نقوم بصياغة قواعد استدلال ارمسترونغ نفسها في شكل النظرية التالية.

نظرية.القواعد التالية، التي تسمى قواعد ارمسترونغ للاستدلال، صالحة.

قاعدة الاستدلال 1+ س > س؛

قاعدة الاستدلال 2س > ص + س ؟ ض > ص؛

قاعدة الاستدلال 3س > ص، ص؟ ث > ض + اكس ؟ ث > ي؛

هنا X، Y، Z، W عبارة عن مخططات فرعية عشوائية لمخطط العلاقة S. يفصل رمز البيان الوصفي حول القابلية للاستنتاج بين قوائم المباني وقوائم البيانات (الاستنتاجات).

1. القاعدة الأولى للاستدلال تسمى " الانعكاسية"ويقرأ كما يلي:" القاعدة مشتقة: "X يستلزم X وظيفيًا." هذه هي أبسط قواعد الاستدلال التي وضعها أرمسترونج. إنه يخرج حرفيا من الهواء الرقيق.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن الاعتماد الوظيفي الذي له الجانبين الأيسر والأيمن يسمى عاكس. وفقا لقاعدة الانعكاسية، يتم تلبية تقييد الاعتماد الانعكاسي تلقائيا.

2. قاعدة الاستدلال الثانية تسمى " التجديد"ويقرأ بهذه الطريقة: "إذا كانت X تحدد Y وظيفيًا، فسيتم اشتقاق القاعدة: "اتحاد الدوائر الفرعية X و Z يستلزم Y وظيفيًا." تسمح لك قاعدة التجديد بتوسيع الجانب الأيسر من قيد التبعية الوظيفية.

3. القاعدة الثالثة للاستدلال تسمى " العبور الزائف"ويقرأ كما يلي: "إذا كانت الدائرة الفرعية X تستلزم وظيفيًا الدائرة الفرعية Y واتحاد الدوائر الفرعية Y و W يستلزم Z وظيفيًا، فسيتم اشتقاق القاعدة: "اتحاد الدوائر الفرعية X و W يحدد وظيفيًا الدائرة الفرعية Z."

تعمل قاعدة العبور الزائفة على تعميم قاعدة العبور المقابلة للحالة الخاصة W: = 0. دعونا نعطي تمثيلاً رسميًا لهذه القاعدة:

تجدر الإشارة إلى أن المقدمات والاستنتاجات المقدمة سابقًا قد تم تقديمها في شكل مختصر باستخدام تسميات مخططات الاعتماد الوظيفي. في شكل موسع، فإنها تتوافق مع قيود التبعية الوظيفية التالية.

قاعدة الاستدلال 1الجرد X>r(S);

قاعدة الاستدلال 2الجرد ص> ص (ق)؟ الجرد ص>ص(س);

قاعدة الاستدلال 3الجرد ص> ص (S) والجرد ض> ص (س) ؟ الجرد Z>ص(S);

دعونا ننفذ دليلقواعد الاستدلال هذه.

1. إثبات القاعدة الانعكاسيةيتبع مباشرة تعريف تقييد الاعتماد الوظيفي عند استبدال الدائرة الفرعية X بدلاً من الدائرة الفرعية Y.

في الواقع، لنأخذ قيد الاعتماد الوظيفي:

الجرد Y> r(S) واستبدال X فيه بدلاً من Y، نحصل على:

الجرد X> r(S)، وهذه هي قاعدة الانعكاسية.

لقد تم إثبات قاعدة الانعكاسية.

2. إثبات القاعدة التجديددعونا نوضح ذلك باستخدام مخططات الاعتماد الوظيفية.

المخطط الأول هو المخطط الفرضي:

الحزمة: X>Y

المخطط الثاني:

الاستنتاج: ×؟ ض>ص

دع الصفوف تكون متساوية على X؟ Z. إذن فهما متساويان في X. ووفقًا للفرضية، سيكونان متساويين في Y.

لقد تم إثبات قاعدة التجديد.

3. إثبات القاعدة العبور الزائفوسنوضح أيضًا بالرسوم البيانية، والتي سيكون هناك ثلاثة منها في هذه الحالة بالذات.

المخطط الأول هو الفرضية الأولى:

الفرضية 1: X> Y

الفرضية 2: نعم؟ ث>ض

وأخيرًا، المخطط الثالث هو المخطط الختامي:

الاستنتاج: ×؟ ث>ض

دع الصفوف تكون متساوية على X؟ W. إذن فهما متساويان في كل من X وW. وفقًا للمقدمة 1، سيكونان متساويين في Y. وبالتالي، وفقًا للمقدمة 2، سيكونان متساويين في Z.

لقد تم إثبات قاعدة العبور الزائف.

لقد تم إثبات جميع القواعد.

3. قواعد الاستدلال المشتقة

مثال آخر على القواعد التي يمكن من خلالها، إذا لزم الأمر، استخلاص قواعد جديدة للاعتماد الوظيفي، هو ما يسمى قواعد الاستدلال المشتقة.

ما هي هذه القواعد وكيف يتم الحصول عليها؟

ومن المعلوم أنه إذا كان من بعض القواعد الموجودة بالفعل، يتم استخلاص البعض الآخر بطرق منطقية قانونية، فإن هذه القواعد الجديدة تسمى المشتقات، يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع القواعد الأصلية.

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن هذه القواعد التعسفية للغاية "مشتقة" على وجه التحديد من قواعد استدلال أرمسترونج التي مررنا بها سابقًا.

دعونا نقوم بصياغة القواعد المشتقة لاستنتاج التبعيات الوظيفية في شكل النظرية التالية.

نظرية.

القواعد التالية مستمدة من قواعد استدلال ارمسترونغ.

قاعدة الاستدلال 1+X؟ ض > س؛

قاعدة الاستدلال 2س > ص، س > ض + س؟ ص > ي؛

قاعدة الاستدلال 3س > ص ؟ Z + X > Y، X > Z؛

هنا X، Y، Z، W، كما في الحالة السابقة، هي مخططات فرعية تعسفية لمخطط العلاقة S.

1. يتم استدعاء القاعدة المشتقة الأولى حكم التافهةويقرأ كما يلي:

"القاعدة مشتقة: "اتحاد الدوائر الفرعية X و Z يستلزم وظيفيًا X."

يسمى الاعتماد الوظيفي حيث يكون الجانب الأيسر مجموعة فرعية من الجانب الأيمن تافه. وفقًا لقاعدة التفاهة، يتم تلبية قيود التبعية البسيطة تلقائيًا.

ومن المثير للاهتمام أن قاعدة التفاهة هي تعميم للقاعدة الانعكاسية، ومثل الأخيرة، يمكن استخلاصها مباشرة من تعريف قيد الاعتماد الوظيفي. حقيقة أن هذه القاعدة مشتقة ليست عرضية وترتبط باكتمال نظام قواعد أرمسترونج. سنتحدث أكثر عن اكتمال نظام قواعد أرمسترونج بعد قليل.

2. يتم استدعاء القاعدة المشتقة الثانية قاعدة المضافةويقرأ كما يلي: "إذا كانت الدائرة الفرعية X تحدد وظيفيًا الدائرة الفرعية Y، و X تحدد وظيفيًا Z في نفس الوقت، فمن هذه القواعد يتم اشتقاق القاعدة التالية: "X تحدد وظيفيًا اتحاد الدوائر الفرعية Y و Z."

3. يتم استدعاء القاعدة المشتقة الثالثة قاعدة الإسقاطيةأو القاعدة " عكس المضافة" يقرأ كما يلي: "إذا كانت الدائرة الفرعية X تحدد وظيفيًا اتحاد الدوائر الفرعية Y و Z، فمن هذه القاعدة يتم اشتقاق القاعدة: "X تحدد وظيفيًا الدائرة الفرعية Y وفي نفس الوقت تحدد X وظيفيًا الدائرة الفرعية Z"، أي في الواقع، هذه قاعدة مشتقة وهي عكس قاعدة الجمع.

من الغريب أن قواعد الجمع والإسقاط المطبقة على التبعيات الوظيفية ذات الجوانب اليسرى المتطابقة تسمح لنا بدمج الجوانب اليمنى من التبعية أو، على العكس من ذلك، تقسيمها.

عند بناء سلاسل الاستدلال، بعد صياغة جميع المقدمات، يتم تطبيق قاعدة العبور من أجل تضمين الاعتماد الوظيفي مع وجود الجانب الأيمن في الاستنتاج.

دعونا ننفذ دليلقواعد الاستدلال التعسفي المذكورة.

1. إثبات القاعدة تفاهة.

دعونا ننفذها، مثل كل البراهين اللاحقة، خطوة بخطوة:

1) لدينا: X > X (من قاعدة انعكاسية الاستدلال لأرمسترونغ)؛

وقد ثبتت قاعدة التافهة.

2. لنقم بإثبات القاعدة خطوة بخطوة المضافة:

1) لدينا: X > Y (هذه هي الفرضية 1)؛

2) لدينا: X > Z (هذه هي الفرضية 2)؛

3) لدينا : نعم ؟ ض> ي ؟ Z (من قاعدة ارمسترونغ للانعكاسية للاستدلال)؛

4) لدينا: X؟ ض> ي ؟ Z (تم الحصول عليه من خلال تطبيق قاعدة العبور الزائف لاشتقاق أرمسترونج، ثم كنتيجة للخطوتين الأولى والثالثة من الإثبات)؛

5) لدينا: X؟ س > ص ؟ Z (يتم الحصول عليه من خلال تطبيق قاعدة النقلية الزائفة لأرمسترونغ، ثم يتبعها من الخطوتين الثانية والرابعة)؛

6) لدينا X> Y؟ Z (يتبع من الخطوة الخامسة).

لقد تم إثبات قاعدة الجمع.

3. وأخيرًا، سنقوم ببناء دليل على القاعدة الإسقاطية:

1) لدينا: X> Y؟ ض، س > ص؟ Z (هذا طرد) ؛

2) لدينا: Y > Y، Z > Z (مشتقة باستخدام قاعدة انعكاسية الاستدلال لأرمسترونغ)؛

3) لدينا : نعم ؟ ض > ذ، ص؟ z > Z (تم الحصول عليه من قاعدة إكمال الاشتقاق الخاصة بـ Armstrong والنتيجة الطبيعية من الخطوة الثانية من الإثبات)؛

4) لدينا: X > Y، X > Z (يتم الحصول على هذا من خلال تطبيق قاعدة النقل الزائف لاشتقاق أرمسترونغ، ثم كنتيجة للخطوتين الأولى والثالثة من الإثبات).

لقد تم إثبات قاعدة الإسقاطية.

لقد تم إثبات جميع قواعد الاستدلال المشتقة.

4. اكتمال نظام ارمسترونغ للقواعد

يترك F(س) - مجموعة معينة من التبعيات الوظيفية المحددة عبر مخطط العلاقة س.

دعونا نشير بواسطة الجرد <F(س)> القيد الذي تفرضه هذه المجموعة من التبعيات الوظيفية. دعنا نكتبها:

الجرد <F(س)> ص(س) = ?X > Y ? F(س) [الجرد ص> ص(س)].

لذلك، يتم فك رموز هذه المجموعة من القيود التي تفرضها التبعيات الوظيفية على النحو التالي: لأي قاعدة من نظام التبعيات الوظيفية X > Y، تنتمي إلى مجموعة التبعيات الوظيفية F(س), إن تقييد التبعية الوظيفية ساري المفعول ص> ص(س), محددة على مجموعة من العلاقات ص(س).

اسمحوا بعض الموقف ص(س) يفي بهذا القيد.

تطبيق قواعد ارمسترونغ للاستدلال على التبعيات الوظيفية المحددة لمجموعة ما F(س), يمكنك الحصول على تبعيات وظيفية جديدة، كما قلنا وأثبتنا سابقًا. والأمر المهم هو أن القيود المفروضة على هذه التبعيات الوظيفية مرتبطة ببعضها البعض F(س) سوف يرضي تلقائيًا، كما يمكن رؤيته من الشكل الموسع لكتابة قواعد استدلال أرمسترونج. دعونا نتذكر الشكل العام لقواعد الاستدلال الموسعة هذه:

قاعدة الاستدلال 1 الجرد < X >العاشر> ص(س);

قاعدة الاستدلال 2 الجرد ص> ص(س) ? الجرد ? ض>ص> ص(س);

قاعدة الاستدلال 3 الجرد ص> ص(س) & الجرد ? ث>ي> ص(س) ? الجرد ? ث>ي>؛

وبالعودة إلى تفكيرنا، دعونا نكمل المجموعة F(س) التبعيات الجديدة المستمدة منه باستخدام قواعد ارمسترونغ. سوف نطبق إجراء التجديد هذا حتى نتوقف عن الحصول على تبعيات وظيفية جديدة. ونتيجة لهذا البناء، حصلنا على مجموعة جديدة من التبعيات الوظيفية، تسمى دائرة مقصورةمجموعات F(س) والمشار إليه و+(س).

في الواقع، هذا الاسم منطقي تمامًا، لأننا أنفسنا، من خلال البناء المطول، "أغلقنا" العديد من التبعيات الوظيفية الموجودة على أنفسنا، مضيفين (وبالتالي "+") جميع التبعيات الوظيفية الجديدة الناتجة عن تلك الموجودة.

تجدر الإشارة إلى أن عملية بناء الإغلاق هذه محدودة، لأن المخطط العلائقي نفسه، الذي يتم تنفيذ كل هذه الإنشاءات عليه، محدود.

وغني عن القول أن الإغلاق هو مجموعة شاملة من المجموعة التي يتم إغلاقها (في الواقع، فهي أكبر!) ولا تتغير على الإطلاق عندما يتم إغلاقها مرة أخرى.

إذا كتبنا ما قلناه للتو بشكل رسمي، نحصل على:

F(س) ? F + (س), [F + (س)] + = ف + (س);

علاوة على ذلك، من الحقيقة المؤكدة (أي الشرعية والشرعية) لقواعد الاستدلال الخاصة بأرمسترونغ وتعريف الإغلاق، يترتب على ذلك أن أي علاقة تلبي قيود مجموعة معينة من التبعيات الوظيفية سوف تلبي قيد الاعتماد الذي ينتمي إلى الإغلاق .

س > ص ؟ F + (س) ? ?ص(س) [الجرد <F(س)> ص(س) ? الجرد ص> ص(س)];

لذلك، تنص نظرية ارمسترونغ للاكتمال لنظام قواعد الاستدلال على أنه يمكن استبدال التضمين الخارجي بشكل شرعي ومبرر بالتكافؤ.

(لن نأخذ في الاعتبار إثبات هذه النظرية، نظرًا لأن عملية الإثبات نفسها ليست مهمة جدًا في دورة محاضراتنا المحددة.)

ما هي الوظيفة؟ الاعتماد الوظيفي، أو الوظيفة، هو الاعتماد بين متغيرين حيث تتوافق كل قيمة من المتغير المستقل مع قيمة واحدة من المتغير التابع. ويسمى المتغير المستقل وسيطة، ويقال أن المتغير التابع هو وظيفة لهذه الوسيطة. جميع القيم التي يأخذها المتغير المستقل تشكل مجال الدالة.

هناك عدة طرق لتحديد الوظيفة: 1. استخدام الجدول. 2. الرسم. 3.استخدام الصيغة. الرسم البياني للدالة هو مجموعة من جميع نقاط المستوى الإحداثي، التي تساوي حروفها قيم الوسيطة، والإحداثيات تساوي القيم المقابلة للدالة.

الدالة الخطية هي دالة يمكن تحديدها بصيغة y=kx+b، حيث x هو المتغير المستقل، ويتم إعطاء أرقام k وb. لرسم رسم بياني لوظيفة خطية، يكفي العثور على إحداثيات نقطتين على الرسم البياني، ووضع علامة على هذه النقاط في مستوى الإحداثيات ورسم خط مستقيم من خلالها. التناسب المباشر هو دالة بالشكل y=kx، حيث x هو متغير مستقل، وk هو رقم غير الصفر. الرسم البياني للتناسب المباشر هو خط مستقيم يمر عبر نقطة الأصل.

رسم رسم بياني لدالة خطية لرسم رسم بياني لدالة خطية، يجب عليك: - تحديد أي قيمتين للمتغير x (الوسيطة)، على سبيل المثال، 0 و1؛ - حساب القيم المقابلة للمتغير y (الدالة). من الملائم كتابة النتائج التي تم الحصول عليها في الجدول x01 y - النقطتان A و B الموضحتان في نظام الإحداثيات؛ - ربط النقطتين A و B باستخدام المسطرة. دعونا نرسم الدالة الخطية y = -3·x+6. x01y63

التناسب العكسي هو دالة يمكن تحديدها بصيغة y=k/x، حيث x هو المتغير المستقل وk هو رقم غير الصفر. مجال تعريف مثل هذه الوظيفة هو مجموعة جميع الأرقام غير الصفر. إذا كانت الكميات x وy متناسبة عكسيا، فسيتم التعبير عن العلاقة الوظيفية بينهما بالمعادلة y = k / x، حيث k هي قيمة ثابتة. الرسم البياني للتناسب العكسي هو خط منحني يتكون من فرعين. هذا الرسم البياني يسمى القطع الزائد. اعتمادًا على علامة k، تقع فروع القطع الزائد إما في ربعي الإحداثيات الأول والثالث (k موجب)، أو في ربعي الإحداثيات الثاني والرابع (k سالب). يوضح الشكل رسمًا بيانيًا للدالة y = k/x، حيث k رقم سالب.

حالات خاصة للوظيفة الخطية. y=kx, k0, b=0 - التناسب المباشر. الرسم البياني عبارة عن خط مستقيم يمر عبر نقطة الأصل؛ ص=ب، ك=0، ب0. ( ب > 0، فوق محور الثور؛ ب 0، فوق محور الثور؛ ب"> 0، فوق محور الثور؛ ب"> 0، فوق محور الثور؛ b" title=" حالات خاصة للدالة الخطية. y=kx, k0, b=0 - التناسب المباشر. رسم بياني - خط مستقيم يمر عبر نقطة الأصل؛ y=b, k=0, b0. (b) > 0، فوق محور الثور؛"> title="حالات خاصة للوظيفة الخطية. y=kx, k0, b=0 - التناسب المباشر. الرسم البياني عبارة عن خط مستقيم يمر عبر نقطة الأصل؛ ص=ب، ك=0، ب0. ( ب > 0، فوق محور الثور؛ ب"> !}

إن دمج سمات متعددة في علاقة واحدة لا يتم بشكل عشوائي. البيانات التي سيتم تخزينها في هذا الصدد مترابطة. يتم تحديد هذه العلاقة من خلال مجموعة من التبعيات الوظيفية بين سمات العلاقة. وهذا يعني أن قيم سمة واحدة تعتمد على قيم السمات الأخرى، أي أنه لا يسمح بأي مجموعة من قيم السمات. تنشأ هذه التبعيات من القيود المفروضة على مجال الموضوع. على سبيل المثال، فيما يتعلق لوازمتنطبق القيود التالية:

كل مورد لديه عنوان واحد فقط،

يقوم كل مورد بتوريد البضائع بسعر معين،

· يمكن توزيع البضائع الموردة من موردين مختلفين على مستودعات مختلفة، ولكن البضائع التي تحمل نفس الاسم الموردة من مورد واحد يجب أن يتم تخزينها في مستودع واحد فقط،

· كل مستودع له حجمه الخاص.

هذه القيود هي تبعيات، والتي يمكن صياغتها على النحو التالي:

· العنوان يعتمد وظيفيا على المورد،

· السعر يعتمد وظيفيا على المنتج والمورد،

· يعتمد رقم المستودع وظيفياً على المنتج والمورد،

· يعتمد الحجم وظيفياً على رقم المستودع.

يحدث الاعتماد الوظيفي عندما تحدد قيم الصف على مجموعة واحدة من السمات بشكل فريد قيم الصف على مجموعة أخرى من السمات (أو على سمة واحدة).

دع الموقف صلديه رسم تخطيطي ر, Xو ي- مجموعات فرعية ر. سلوك صاستوفي الاعتماد الوظيفي X→Y، لو π ص (σ X=س (ص))يحتوي على صف واحد على الأكثر لكل قيمة XÎXأي أن قيم السمات X تحدد بشكل فريد قيم السمات Y.

سنشير إلى الاعتماد الوظيفي على النحو التالي:

· المورد → العنوان،

· (المنتج، المورد) → السعر،

· (المنتج، المورد) → المستودع،

· المستودع → الحجم.

وهم يقرأون هكذا:

· يقوم المورد بتحديد العنوان،

· المنتج والمورد يحددان السعر،

· المنتج والمورد يحددان المستودع،

· المستودع يحدد الحجم.

في لغة التبعية الوظيفية، مفتاح المخطط رهي مجموعة فرعية كير، مثل ذلك ك→رولا توجد مجموعة فرعية مناسبة ك ™ ÍKلا يملك هذه الخاصية.

أشكال عادية

دعونا نقوم بصياغة القواعد التي ينبغي من خلالها تنفيذ تحلل العلاقة. وتسمى هذه العملية بالتطبيع، أي إعادة العلاقة إلى الشكل الطبيعي.

تمثل النماذج العادية قيودًا على المخطط العلائقي الذي يحرره من الخصائص غير المرغوب فيها المذكورة أعلاه. قبل تقليل العلاقات إلى الشكل العادي، يجب عليك بناء كافة التبعيات الوظيفية بين السمات الموجودة في المجال.

مخطط العلاقة رفي داخل النموذج العادي الأول (1NF) إذا كانت قيم جميع السمات ذرية (وليست مركبة)، أي أن قيمة كل سمة ليست قائمة ولا مجموعة من القيم.

على سبيل المثال، السمة الاسم الكاملمركب، يتكون من ثلاث بيانات: الاسم الأخير والاسم الأول والعائلي.

لتحويل المخطط إلى 1NF، تحتاج إلى استبدال جميع السمات المركبة بأخرى بسيطة.

وللتخلص من تكرار المعلومات المخزنة في قاعدة البيانات، هناك النموذجان العاديان الثاني والثالث.

مخطط العلاقة رفي داخل النموذج العادي الثاني (2NF) إذا كان في النموذج العادي الأول وكانت كل سمة غير أساسية تعتمد بشكل كامل على المفتاح الأساسي.

ما هي تبعية المفتاح الوظيفي غير المكتملة؟ توجد مثل هذه التبعية في العلاقة إذا كانت أي سمة غير مضمنة في المفتاح تعتمد وظيفيًا عليها القطعالسمات المضمنة في المفتاح. أي سمة غير أساسية تعتمد بالضرورة وظيفيًا على جميع السمات الأساسية من خلال تعريف مفتاح العلاقة. وإذا كانت أي سمة غير أساسية، بالإضافة إلى ذلك، تعتمد وظيفيًا ليس على الكل، بل على جزء من السمات الأساسية، فهذا اعتماد وظيفي غير كامل.

على سبيل المثال، فيما يتعلق إمدادالسمات الأساسية هي منتجو مزود. يصف سعروظيفيا يعتمد بشكل كامل على المفتاح، والسمة عنوانيعتمد على جزء من المفتاح، أي على السمة فقط مزود، هذا اعتماد وظيفي غير كامل. لذلك المخطط لوازمليس في 2NF.

لتحويل دائرة من 1NF إلى 2NF، عليك تقسيمها إلى عدة دوائر:

· إجراء إسقاط تخطيطي رعلى السمات الأساسية والسمات التي تعتمد وظيفيًا بشكل كامل على المفتاح، أي استبعاد السمات غير الأساسية التي لا تعتمد بشكل كامل على المفتاح،

· لكل تبعية وظيفية غير مكتملة، قم بإجراء إسقاط تخطيطي رعلى السمات المضمنة في هذه التبعية، أي ترك جزء من مفتاح العلاقة روالصفات التي تعتمد وظيفيا على هذا الجزء.

في المثال العلاقة لوازمنتيجة لتخفيض المخطط إلى 2NF، سيتم الحصول على علاقتين:

الإمدادات_1(منتج, مزود، السعر، المستودع، الحجم),

الإمدادات_2(مزود، عنوان).

ومع ذلك، لا تزال المعلومات المتعلقة بحجم المستودع مكررة. للقضاء على هذا العيب في المخطط، هناك شكل عادي ثالث.

مخطط العلاقة رفي داخل النموذج العادي الثالث (3NF)، إذا كان في الشكل العادي الثاني ولا توجد تبعيات متعدية للسمات غير الأساسية على المفتاح.

ما هي التبعيات متعدية؟ تحدث التبعية المتعدية عندما تعتمد سمة غير أساسية وظيفيًا على سمة غير أساسية أخرى، والتي بدورها تعتمد وظيفيًا على مفتاح.

مخطط العلاقة الإمدادات_1(منتج, مزود، السعر، المستودع، الحجم) ليس في 3NF، لأنه يحتوي على تبعية متعدية:

{المنتج، المورد} → مخزون, مخزون → مقدار.

لتحويل دائرة من 2NF إلى 3NF، تحتاج إلى:

· إجراء إسقاط تخطيطي رعلى السمات الأساسية والسمات المستقلة بشكل متعدي عن المفتاح، أي استبعاد السمات غير الأساسية التي تعتمد بشكل متعدي على المفتاح،

· لكل سمة غير أساسية تعتمد بشكل متعدي، قم بتنفيذ إسقاط المخطط رإلى السمات المدرجة في الجزء الثاني من التبعية المتعدية، أي ترك فقط السمات غير الأساسية للعلاقة ر، حيث يوجد اعتماد وظيفي.

في المثال العلاقة الإمدادات_1ونتيجة لتخفيض الدائرة إلى 3NF، سيتم الحصول على علاقتين:

الإمدادات_1_1(منتج, مزود, السعر , المستودع),

اللوازم_1_2(مخزون، مقدار).

وبالتالي، من خلال تقسيم مخطط العلاقة الأصلي بشكل تسلسلي إلى عدة مخططات أخرى وفقًا للقواعد التي تمت مناقشتها، نحصل على مخطط 3NF خاليًا من الحالات الشاذة في تحديث المعلومات وتكرارها، كما تمت مناقشته في بداية القسم.

تسمى عملية تقسيم مخطط العلاقة إلى عدة مخططات أخرى تقسيممخططات العلاقة. يسمى التحلل الذي يقلل العلاقة إلى أحد الأشكال الطبيعية تطبيع.

وفي المثال المعتبر نتيجة التحلل بدلا من علاقة واحدة لوازمحصلنا على ثلاث علاقات جديدة:

الإمدادات_1_1(منتج, مزود, السعر , المستودع),

اللوازم_1_2(مخزون، مقدار),

الإمدادات_2(مزود، عنوان).

مع مثل هذا المخطط، الذي يتكون من ثلاث علاقات متصلة بواسطة مفاتيح خارجية، لن يكون هناك ازدواجية في المعلومات حول عنوان المورد وحجم المستودع؛ إذا كان المستودع فارغا، فسيبقى حجمه في قاعدة البيانات؛ لا يقوم بتوريد البضائع، فسيظل عنوانه محفوظًا في بيانات قاعدة البيانات.

كما لاحظت، فإن مخطط 3NF يحفظ قاعدة البيانات من تكرار المعلومات وتحديث الحالات الشاذة، ولكن ليس دائمًا.

النظر في العلاقة محاضرات(طالب, غرض، مدرس)، الذي يقوم بتخزين معلومات حول المواد التي يدرسها الطلاب ومن يقوم بتدريس هذه المواد. يفرض مجال الموضوع القيود التالية:

كل طالب يدرس مادة معينة يدرسه معلم واحد فقط،

· يقوم كل معلم بتدريس مادة واحدة فقط، ولكن يمكن تدريس كل مادة من قبل عدة مدرسين.

تتبع التبعيات الوظيفية التالية هذه القيود:

· (الطالب، المادة) ← المعلم؛

· المعلم → الموضوع.

ويترتب على التبعيات الوظيفية أن المفتاح هو العلاقات محاضراتسيكون هناك مجموعة من السمات ( طالب, غرض}.

سلوك محاضراتموجود في 3NF. لكنه يعاني من شذوذ التحديث. إذا كنت تريد حذف المعلومات التي يدرسها بيتروف الفيزياء، فسيتم فقدان المعلومات التي يدرسها البروفيسور سيروف الفيزياء. وفي الوقت نفسه، يتم تكرار المعلومات التي يعلمها البروفيسور بيلي الجبر.

ترجع هذه الصعوبات إلى حقيقة وجود اعتماد وظيفي للسمة الأساسية على السمة غير الأساسية. تم حل هذه المشكلة في شكل Boyce-Codd العادي.

العلاقة في نموذج بويس-كود العادي (BCNF)، إذا كان في 3NF ولا توجد تبعيات للسمات الأساسية على السمات غير الأساسية. يتطلب التعريف المكافئ أن تكون جميع الجوانب اليسرى من التبعيات الوظيفية عبارة عن مفاتيح مرشحة.

بتبسيط العلاقة مع BCNF نحصل على علاقتين: محاضرات_1(الطالب، المعلم) و محاضرات_2(المعلم، الموضوع).

التبعيات متعددة القيم

يصف يحدد X العديد من القيميصف يالخامس ر(أو ييعتمد بشكل كبير على X)، إذا كانت كل قيمة سمة Xيتوافق مع مجموعة (ربما فارغة) من قيم السمات ي، لا علاقة لها بأي شكل من الأشكال بالسمات الأخرى ر. أي أنه لكي يكون للعلاقة تبعية متعددة القيم، يجب أن تحتوي على ثلاث سمات على الأقل.

تتم الإشارة إلى العلاقة متعددة القيم بواسطة سهم مزدوج: X → → Y.

النظر في العلاقة مدرس(رقم , اسم الطفل , غرض ,مسمى وظيفي). يفرض مجال الموضوع القيود التالية:

يمكن لكل معلم أن يكون لديه عدة أطفال،

يمكن لكل معلم تدريس عدة مواد،

يمكن لكل معلم أن يشغل منصبًا واحدًا فقط،

· يمكن تدريس كل مادة من قبل عدة مدرسين.

ثم الموقف مدرسلديه اثنين من التبعيات متعددة القيم وواحدة وظيفية:

· الرقم → → اسم_الطفل،

· الرقم → → العنصر،

· الرقم → الموقف.

سلوك مدرسأولا، يحتوي على معلومات زائدة عن الحاجة - يتم تكرار موقف التدريس عدة مرات. ثانيًا، لا يخلو الأمر من شذوذات التحديث: إذا كان لدى المعلم طفل آخر، فمن الضروري إضافة ليس صفًا واحدًا إلى العلاقة، ولكن بقدر عدد المواد التي يدرسها هذا المعلم. وبالمثل، عند إضافة موضوع آخر، تحتاج إلى إضافة عدد من الصفوف يساوي عدد الأطفال لدى المعلم. وإذا لم يكن لدى المعلم أطفال، فلا يمكن تضمين المعلومات حول المواد التي يدرسها في العلاقة على الإطلاق.

للتخلص من هذه الحالات الشاذة، من الضروري إعادة العلاقة إلى الشكل الطبيعي الرابع.

العلاقة في النموذج العادي الرابع (4NF)، إذا كان في النموذج العادي Boyce-Codd ولا توجد تبعيات متعددة القيم غير وظيفية.

بعد جلب العلاقة مدرسإلى 4NF نحصل على ثلاث علاقات:

المعلم_1(رقم , مسمى وظيفي),

المعلم_2(رقم , اسم الطفل ),

المعلم_3(رقم , غرض ).

خصائص التحلل

الاعتماد الوظيفي.

تعتمد السمة B وظيفيًا على السمة A إذا كانت إحدى قيم A تحدد قيمة واحدة بالضبط من B.

إذا كانت جميع سماتها في علاقة معينة تعتمد وظيفيًا على سمة واحدة، فهذه السمة هي مفتاح بسيط محتمل، إذا كانت قيمها ضمن العلاقة فريدة من نوعها. تم تعيين أحد المفاتيح المحتملة كمفتاح العلاقة.

في العلاقة، من الممكن أحيانًا تحديد مجموعة من السمات المتعددة التي تعتمد عليها جميع السمات الأخرى وظيفيًا. إذا كانت قيمها فريدة في التجميع داخل العلاقة، فهذا التجميع علاقة المفتاح الفائق ,

إذا كانت السمة B تعتمد وظيفيًا على المفتاح الفائق، ولكن لا يوجد اعتماد وظيفي على أي مجموعة فرعية من المفتاح الفائق، إذن الاعتماد الوظيفي الكامل من المفتاح الفائق.

إذا كانت جميع سمات علاقة واحدة تعتمد وظيفيًا على مفتاح فائق معين، ولكن لا يوجد اعتماد وظيفي على أي مجموعة فرعية من هذا المفتاح الفائق، فإن المفتاح الفائق يكون المفتاح المحتمل .

مفتاح مركبيتم اختيار العلاقات من المفاتيح المحتملة.

يرجى ملاحظة أن المصطلح الاعتماد الوظيفييتوافق مع مفهوم الوظيفة في الرياضيات. لو غير مفتاحتعتمد السمة على المفتاح المركب بأكمله ولا تعتمد على أجزائه، ثم يتحدثون عن الاعتماد الوظيفي الكامل للسمة على المفتاح المركب.

إذا كانت السمة A تعتمد على السمة B، وتعتمد B على السمة C، ولكن لا يوجد اعتماد عكسي، يقال أن السمة C تعتمد بشكل متعد على A.

أنواع العلاقات في قواعد البيانات العلائقية

إن سجلات علاقات قاعدة البيانات المختلفة مرتبطة بالفعل، ولكن من المعتاد الحديث عن ربط هذه العلاقات. عند الارتباط، يتم إنشاء الروابط بين صفوف علاقة واحدة وصفوف علاقة أخرى تنتمي إلى نفس قاعدة البيانات.

في المجمل، يتم دعم أربعة أنواع من العلاقات (الروابط): "واحد إلى واحد"، "متعدد إلى واحد"، "واحد إلى متعدد"، "متعدد إلى متعدد".

علاقة واحد إلى متعدد

سلوك Xالمتعلقة بالموقف ش"واحد إلى متعدد"، إذا كانت كل مجموعة من Xيطابق عدة صفوف من ش. في هذه الحالة، يشار إلى أي حقل Xمن Xمجال المراجع فيمن ش.

لإنشاء الروابط، يحتوي نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) على وضع تصميم الارتباط. لكي يعمل نظام إدارة قواعد البيانات بشكل صحيح مع قاعدة البيانات المرتبطة، يجب أن تستوفي الروابط الشروط التي تحمي سلامة قاعدة البيانات. يتم وضع قيود على خصائص الحقول التي يتم ربطها. في هذه الحالة بخصوص X(على الجانب "الواحد") مجال الاتصال Xيجب أن يكون لها قيم فريدة، والمجال فيمن شيجب ألا تحتوي على قيم غير مضمنة فيها X. مجال Xمُسَمًّى المفتاح الأساسي ، والميدان في – مفتاح غريب . وفي هذا الصدد الموقف X، حيث يوجد المفتاح الأساسي يسمى الموقف الرئيسي ، والنسبة ش، الذي يحتوي على المفتاح الخارجي، يسمى موقف المرؤوس .

مثال على علاقات واحد إلى متعدد:

علاقة "الأوامر" (الثانوية) وعلاقة "المنتجات" (الرئيسية)؛

علاقة "الأوامر" (المرؤوس) وعلاقة "العملاء" (الرئيسي).

بخصوص الطلبات مفاتيح خارجيةللتواصل مع المنتجات والعلاقة مع العملاء: Product_order وCustomer_order.في العلاقة بين المنتجات والعملاء المفاتيح الأساسية رمز_المنتج ورمز_العميل، التي تشير إليها المفاتيح الخارجية.

التواصل الفردي

إذا كان مستحقا واحد إلى كثير خارجي يحتوي المفتاح y على قيم فريدة فقط، فهذا نوع علاقة رأس برأس - كل سجل فيه شيتوافق مع إدخال واحد في Xوكل دخول Xيتطابق مع إدخال واحد على الأكثر ش. في هذه الحالة، المفتاح الخارجي y ليس كذلك X، المفتاح الأساسي للعلاقة، منذ ذلك الحين في الميدان Xقد تكون هناك قيم غير موجودة في. وفي الميدان فيالقيم التي ليست في هذا المجال X، لا يمكن أن تكون. فى علاقة Xو شقد يكون هناك عدد مختلف من الصفوف.

علاقة كثير لواحد

يتم تعريفها على أنها علاقة رأس بأطراف، ولكن العلاقة Xو شفي التعريف يغيرون الأماكن.

علاقة كثير إلى كثير

تنشأ بين علاقتين Xو أوه،إذا كان في كل واحد منهم هناك المفتاح الأساسي العلاقة مع العلاقة الثالثة مع،التي تقع فيها مفتاحين خارجيين علاقات واحد إلى متعدد بين Xو معوواحد إلى متعدد بين معو ش.سلوك معيسمى الموثق . فى علاقة معتحتاج إلى تعيين مفتاح مركب (وليس مفتاحًا بسيطًا). يجب أن يتضمن هذا المفتاح المركب المفاتيح الخارجية لعلاقتين (أو أكثر، إذا كانت الأزواج مثل Xو أوه،مرتبطة من خلال مع،هناك العديد).

تم إصلاح متطلبين أساسيين (القيود) للحفاظ على النزاهة. قيود التكامل حسب الكيانو عبر الروابطيجب أن تكون مدعومة من قبل نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية.

أولاً سلامة الكيانات . كائن المجال (أو الكيان في نموذج المجال) في قواعد البيانات العلائقية يتوافق مع مجموعات العلاقة. على وجه التحديد، الشرط هو أن أي صف من أي علاقة يمكن تمييزه عن أي صف آخر من نفس العلاقة. بمعنى آخر: أي علاقة يجب أن يكون لها مفتاح. يتم استيفاء هذا المطلب تلقائيًا في حالة عدم انتهاك الخصائص الأساسية للعلاقات في النظام.

على الامتثال النزاهة حسب الكيانيكفي ضمان عدم وجود صفوف لها نفس القيمة الأساسية في أي علاقة.

ثانيةالشرط يسمى الشرط التكامل المرجعي وهو أكثر تعقيدًا إلى حد ما. من الواضح أن كيانات نموذج المجال المعقدة يتم تمثيلها في قاعدة بيانات علائقية كمجموعات متعددة من العلاقات المتعددة المرتبطة.

متطلبات التكامل المرجعي، أو متطلبات المفتاح الخارجي، هي أنه لكل قيمة مفتاح خارجي لعلاقة ثانوية، يجب أن يكون هناك صف في العلاقة الرئيسية مع قيمة المفتاح الأساسي، أو يجب أن تكون قيمة المفتاح الخارجي غير محددة (لا تشير إلى أي شيء) ). بالنسبة لمثال العلاقات بين سجلات علاقات الموظف والقسم، فهذا يعني أنه إذا تم تحديد رقم القسم لموظف في علاقة الموظف في حقل القسم، فيجب أن يكون هذا القسم موجودًا في علاقة الأقسام.

في تحديث العبد العلاقة (إدراج صفوف جديدة أو تعديل قيمة المفتاح الخارجي في المجموعات الموجودة)، يحتاج نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) فقط إلى التأكد من عدم ظهور قيم المفاتيح الخارجية غير الصحيحة (تلك القيم غير الموجودة في حقل المفتاح الأساسي للعلاقة الرئيسية) . في حذف صف من علاقة رئيسية إذا تمت الإشارة إليها بواسطة علاقة ثانوية، فإن نظام إدارة قواعد البيانات لديه العديد من التقنيات التالية، كل منها يحافظ على التكامل المرجعي.

1) يُحظر حذف الصف المشار إليه (أي يجب عليك أولاً إما حذف الصف المرجعي أو تغيير قيم المفاتيح الخارجية الخاصة به وفقًا لذلك).

2) عندما يتم حذف الصف المرجعي، تصبح قيمة المفتاح الخارجي في جميع المجموعات المرجعية غير محددة تلقائيًا.

3) يتم إنشاء الحذف المتتالي، والذي يتكون من حقيقة أنه عند حذف صف من العلاقة الرئيسية، يتم حذف جميع المجموعات المرجعية تلقائيًا من العلاقة الثانوية.

في أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية المتقدمة، يمكنك اختيار طريقة للحفاظ على التكامل المرجعي لكل موقف على حدة. لاتخاذ قرار، من الضروري تحليل متطلبات مجال موضوع معين.

تصميم قواعد البيانات العلائقية. تطبيع.

مفهوم التطبيع

سيتم النظر في النهج الكلاسيكي، حيث يتم تنفيذ عملية التصميم بأكملها من حيث نموذج البيانات العلائقية من خلال طريقة التقريبات المتعاقبة لمجموعة مرضية من مخططات العلاقات.

نقطة البداية هي تمثيل مجال الموضوع في شكل علاقة واحدة أو أكثر، وفي كل خطوة من خطوات التصميم يتحول المخطط الأولي للعلاقات إلى مجموعة معينة لها خصائص أفضل.

عملية التصميم هي عملية تطبيع أنماط العلاقة ، جلب العلاقات إلى "أشكال عادية"علاوة على ذلك، فإن كل شكل طبيعي لاحق له خصائص أفضل من الشكل السابق. في الواقع، تتم عملية التطبيع من خلال تحلل العلاقات، باتباع قواعد معينة، والتي سيتم مناقشتها أدناه. إن التحلل هو الذي يعيد العلاقة إلى الشكل الطبيعي التالي.

يتوافق كل شكل طبيعي مع مجموعة معينة من القيود، وتكون العلاقة في شكل طبيعي معين إذا كانت تلبي مجموعة القيود المتأصلة فيها.

يعد متطلبات النموذج العادي الأول متطلبًا أساسيًا شائعًا لنموذج البيانات العلائقية الكلاسيكي. أحد القيود المهمة على الشكل الطبيعي الأول هو أن سمات العلاقة ذرية، أي أن السمات ليست علاقات بحد ذاتها ولا يتم تقسيمها (مثل الذرات).

في نظرية قواعد البيانات العلائقية، هناك 7 أشكال عادية معروفة نظريًا، وهنا يتم تسليط الضوء على التسلسل التالي المكون من 6 أشكال عادية:

· النموذج العادي الأول (1NF)؛

· النموذج العادي الثاني (2NF)؛

· النموذج العادي الثالث (3NF)؛

نموذج Boyce-Codd العادي (BCNF) ؛

· النموذج العادي الرابع (4NF)؛

· الشكل العادي الخامس، أو الشكل العادي المسقط (5NF أو PJ/NF).

الأشكال الثلاثة الأولى العادية لها أهمية عملية.

الخصائص الأساسية للأشكال العادية

تعتمد عملية التصميم على طريقة تحليل العلاقة الموجودة في الشكل الطبيعي السابق إلى علاقتين أو أكثر تلبي متطلبات الشكل العادي التالي.

تعتمد أهم الأشكال الطبيعية للعلاقات في الممارسة العملية على مفهوم الاعتماد الوظيفي، وهو أمر أساسي في نظرية قواعد البيانات العلائقية. وقد تمت مناقشة هذا المفهوم في المحاضرة رقم 4. دعونا نوضح التعريفات من خلال توسيعها لتشمل مجموعات من الحقول.