De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Opleiding AI cursus Databases Tweede college Donderdag 17 februari 2004 Drs. F. de Vries.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Opleiding AI cursus Databases Tweede college Donderdag 17 februari 2004 Drs. F. de Vries."— Transcript van de presentatie:

1 Opleiding AI cursus Databases Tweede college Donderdag 17 februari 2004 Drs. F. de Vries

2 Database ontwerp & normalisatie Rolland, “The Essence of Databases”, Hoofdstuk 4

3 Database ontwerp s Ontwerp van een conceptueel database schema s Top-down benadering. –E/R model stapsgewijs transformeren naar database schema. s Bottum-up benadering. –Normalisatie van gegevensbestanden naar een efficiënte structuur.

4 Van E/R model naar database schema s Creëer een E/R model. s Transformeer in 8 stappen naar een verzameling relaties met specificatie van attributen, domeinen en sleutels. s Controleer op “normalisatie”.

5 Stap1: sterke entiteiten Voor elke sterke entiteit: s Maak een ‘base-relation’ met de naam van die entiteit, s Maak een kolom voor elk (eenvoudig) attribuut, s Het sleutelattribuut van de entiteit wordt de primaire sleutel van de tabel.

6 E/R model: (sterke) entiteiten

7 Stap 2: zwakke entiteiten Voor elke zwakke entiteit: s Maak een ‘base-relation’ met de naam van die entiteit, s Maak een kolom voor elk (eenvoudig) attribuut, s Voeg – als verwijssleutel(s) – de(het) sleutelattribu(u)t(en) toe van de entiteit(en) waarvan deze zwakke entiteit afhangt, s De primaire sleutel wordt de verzameling van deze verwijssleutels.

8 E/R model : zwakke entiteit

9 Stap 3: 1-M relaties Voor elke 1-M relatie: s Voeg in de M-relatie een extra kolom toe die – als verwijssleutel – het verband representeert. s Gebruik de naam van het verband als kolomnaam. s Het domein van deze kolom (de verwijssleutel-waarden) moet zijn: de verzameling van primaire sleutelwaarden uit de tabel waarnaar verwezen wordt.

10 E/R model: 1:M relatie

11 Stap 4: 1-1 relaties Voor elke 1-1 relatie: s Maak een kolom in één relatie (en ook echt maar in één!) die de verwijzing representeert. –Aan beide zijden leidt tot dataredundantie !!! s Deze kolom bevat een verwijssleutel naar de relatie waarmee het verband bestaat. s Bij voorkeur verwijssleutel opnemen in de entiteit met de (meest) volledige deelname, –Voorkomt een overdaad aan NULL s. s Gebruik de naam van het verband als kolomnaam.

12 x

13 Stap 5: M-N relaties Voor elke M-N relatie: s Maak een nieuwe tabel die het verband representeert. s Voeg als kolommen verwijssleutels toe naar de bijbehorende relaties. s De primaire sleutel wordt de verzameling van deze verwijssleutels. s Voeg eventuele attributen van het verband toe als kolommen aan deze tabel.

14 E/R model : M:N relatie

15 Stap 6a: Multi-valued attributen Voor elk multi-valued attribuut: s Maak een ‘base-relation’ met de naam van het verband. s Voeg verwijssleutel naar de bijbehorende entiteit toe. s Maak een kolom voor het attribuut. s De primaire sleutel bestaat uit de combinatie van verwijssleutel en attribuut.

16 Stap 6b: Samengestelde attributen Voor elk samengesteld attribuut: s Maak, in plaats van een kolom met de naam van het samengestelde attribuut, een stel kolommen met namen van de samenstellende attribuut-delen.

17 Stap 7: n-ary relations Voor elke n-ary relation: s Maak een ‘base-relation’ met de naam van het verband. s Voeg verwijssleutels toe naar de bijbehorende relaties. s De primaire sleutel wordt de verzameling van deze verwijssleutels. s Voeg eventuele attributen van het verband toe als kolommen aan deze tabel. s N.B.: Dit kan eenvoudiger als er 1-1 of 1-M verbanden bestaan!

18 x

19 Stap 8: Subtype relaties Voor elke sub-type relatie: Als het subtype een subset is met een specifieke attribuutwaarde: –Gebruik een view. Als het subtype nieuwe attributen heeft: s Maak een nieuwe ‘base-relation’ voor het sub-type. s Voeg een verwijssleutel toe naar het supertype van deze relatie. Dit is tevens de primaire sleutel van deze relatie. s Voeg kolommen toe met de attributen van dit sub-type

20 E-E/R model: subtyping

21 Par 4.2 Normalisatie

22 Doel normalisatie s Ontwikkelen van een verzameling van relationele tabellen met “wenselijke eigenschappen” gegeven de betekenis van de gegevens in de organisatie. s Meestal uitgevoerd als een serie tests op een relationele tabel. s Belangrijk doel bij ontwerp van een relationele database is het minimaliseren van redundantie in de gegevens. s Normalisatie bewerkstelligt dit. s Redundantie leidt tot: –onderhoudsproblemen (update anomalies). –verspilling van opslag capaciteit.

23 Normalisatie onderwerpen s Doel van normaliseren. –problemen bij tabellen in niet-normaalvorm. s Het begrip “Functionele afhankelijkheid”. s Het normalisatie-proces. s 1 e normaalvorm (1NF), 2 e normaalvorm (2NF), 3 e normaalvorm (3NF) en de Boyce-Codd normaalvorm (BCNF), (4 e normaalvorm (4NF) en 5 e normaalvorm (5NF).)

24 ER modellering  Normalisatie s ER modellering: top-down benadering. s Normalisatie: –meer bottum-up (vanuit de bestaande datastructuren). –of als aanvullende check op een relationeel model afgeleid uit ER-modellering.

25 Voorbeeld gegevens redundantie

26 Update anomalies Toevoegen Toevoegen: staflid toevoegen  branch gegevens toevoegen (dupliceren?). Weghalen Weghalen: laatste staflid van een afdeling weg?  afdelingsgegevens weg. Veranderen Veranderen: tel_no van afdeling wijzigen  mogelijk vele plaatsen wijzigen (inconsistenties!).

27 Normalisatie intuïties s (zoveel mogelijk) voorkomen van redundantie. s kleine tabellen met steeds betekenisvol samenhangende attributen (ER-modellering leidt “vanzelf” tot RDB in 3 e normaalvorm!). s decomponeren van tabellen in deeltabellen: –zodat zonder verlies oorspronkelijke tabel gereproduceerd kan worden. –zonder dat afhankelijkheden tussen attributen verloren raken.

28 Decompositie van tabellen Zonder verlies van gegevens (nonloss-decomposition) Met verlies van gegevens

29 Afhankelijkheden s Normalisatie heeft alles met (functionele) afhankelijkheden tussen attributen te maken –S#  STATUS –S#  CITY –STATUS  CITY

30 Functionele afhankelijkheden s Centraal begrip bij normalisatie! s Beschrijft relatie(s) tussen attributen in een relatie.  Voorbeeld: ALS R(A,B) waarin A en B verzamelingen van attributen van de relatie R voorstellen, DAN is B functioneel afhankelijk van A als elke waarde van B eenduidig vastligt vanuit de waarden voor A.

31 Functionele afhankelijkheid s Functioneel want: de eenduidigheid van het reaultaat hangt af van de betekenis van de attributen! s Notatie: determinanten van de functionele afhankelijkheid links van de pijl. s Een functionele afhankelijkheid is een M:1 relatie tussen twee verzamelingen attributen.

32 Voorbeeld functionele afhankelijkheid

33 Functionele afhankelijkheden -Vb 4) is triviale afhankelijkheid (oninteressant) 5) Moet zo zijn als {S#, P#} primaire sleutel zijn 7) & 8) zijn “toevallig” (niet functioneel) 2) is redundant t.o.v. 6) [en 1) t.o.v. 7), maar de laatste is “toevallig”] 1) {S#, P#}  {QTY} 2) {S#, P#}  {CITY} 3) {S#, P#}  {CITY, QTY} 4) {S#, P#}  {S#} 5) {S#, P#}  {S#, P#, CITY, QTY} 6) {S# }  {CITY} 7) {S# }  {QTY} 8) {QTY }  {S#} 9) … …  … …

34 1 e normaalvorm (1NF) s Elke “cel” bevat precies één waarde s 0NF  1NF: –door toevoegen van extra tuples –of door de zich herhalende groep(en) in een aparte tabel te zetten

35 Bestand in 0NF

36 Voorbeeld 0NF  1NF  extra tuples, duplicering van studentnummer en naam afsplitsing van tabel 

37 2 e normaalvorm (2NF) s Een relatie is in de 2 e normaalvorm als: –de tabel is in de 1 e normaalvorm EN elk (niet-sleutel)attribuut is volledig functioneel afhankelijk van de volledige primaire sleutel. s 1NF  2NF: –afsplitsen van de attributen die afhangen van een gedeelte van de primaire sleutel in een aparte tabel.

38 Voorbeeld 1NF  2NF

39 3 e normaalvorm (3NF) s Een relatie is in de 3 e normaalvorm als: –de tabel in de 2 e normaalvorm is EN elk (niet sleutel-)attribuut is volledig functioneel ONafhankelijk van alle overige attributen (m.a.w. er is géén indirecte sleutelafhankelijkheid) s 2NF  3NF –afsplitsen van de indirect afhankelijke attributen in een aparte tabel

40 Voorbeeld 2NF  3NF

41 Boyce-Codd normaalvorm (BCNF) s Tot nu alleen gekeken naar afhankelijkheden met de primaire sleutel (d.w.z. geen gedeeltelijke afhanke-lijkheden en geen indirecte afhankelijkheden) s Maar zulke afhankelijkheden kunnen er ook bestaan met andere kandidaat sleutels (als ze er zijn!). s Een relatie is in de BCNF normaalvorm als:alle determinanten zijn minimaal kandidaat-sleutels … geen afhankelijkheden meer van niet sleutels.

42 3NF !! ; BCNF ?? s Client_No + IDate  ITime, Staff_No, Room s Staff_No +IDate + ITime  Client_No, Room s Room + IDate + ITime  Client_No, Staff_No s Staff_No + IDate  Room

43 3NF  BCNF 

44 Nogmaals 3NF !! ; BCNF ?? s Veronderstel: –voor elke cursus en voor elke student geldt dat deze cursus voor hem door slechts één docent onderwezen worden; –elke docent geeft slechts één cursus. s Dan: –Student + Cursus  Docent –Docent  Cursus StudentCursusDocent

45 Nogmaals 3NF !! ; BCNF ?? s Wel in 3NF, maar niet in BCNF want er zijn 2 kandidaat-sleutels: –Student + Cursus –Student + Docent en... Cursus wordt al gedetermineerd door Docent alleen... s Problemen: –o.a. als je ‘de Boer’ bij `MCI’ weghaalt StudentCursusDocent

46 BCNF s Maar … … toevoegen: Smid + de Vries mag niet! Want de Vries geeft MCI en dat krijgt Smid al van docent Wielinga … … –Deze afhankelijkheid wordt echter niet meer afgedwongen! (is verloren geraakt).

47 BCNF altijd wenselijk? s Soms bestaat er een functionele afhankelijkheid die verloren raakt … s Dan een keuze maken tussen twee “kwaden”: –redundante informatie –mogelijk verlies van een functionele (betekenisvolle ?) afhankelijkheid bijvoorbeeld: {Room#, Int_date, Int_Time}  {Staff#, Client#}

48 Relaties uit het boek

49 Normaliseren Par 4.2 p.72-85

50 ongenormaliseerd

51 1 NF

52

53 2NV  3NV

54 3NV

55

56

57

58

59

60

61

62

63 Voorbeeld vereisten


Download ppt "Opleiding AI cursus Databases Tweede college Donderdag 17 februari 2004 Drs. F. de Vries."

Verwante presentaties


Ads door Google