Повышение эффективности работы сотрудников станции технического обслуживания

     Первичный  Ключ-Код Автомобиля

     Код Автомобиля- Фирма Производитель   1:1

Услуги -( №Заказ услуги, Код услуги , Название услуги, Цена.)

     Первичный  Ключ- №Заказ услуги

     №Заказ  услуги - Цена   1:1

     Клиент- (Код Клиента, Имя, Фамилия, Отчество, Телефон , Адрес.)

     Первичный  Ключ- Код Клиента.

     Код клиента- Адрес   1:1

     Заказ- (Код Заказа услуги, Дата Оформления, Дата Выполнения, Заказ выполнен.)

     Первичный  Ключ- Код Заказа услуги

     Код Заказа услуги- Дата Выполнения   1:1

     В результате изучения той информации, которой должен владеть администратор  «СТО» для выполнения своих полномочий по работе с клиентами и мастером, автором работы была построена концептуальная модель предметной области. Схема концептуальной модели представлена на рисунке 2.1. 
 
 
 
 
 

     

                            1:М                                                          1:1                                                                                     

     

                                                                                    1:М

       
 

     11111 
 
 
 

     Рисунок 2.1- Схема концептуальной модели 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

     4.1 Теория множеств и теория функциональной зависимости в реляционном подходе к базам данных

     Реляционная база данных – это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в базе данных (однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц).

     Отношением  R, определенным на множествах D1, D2, …, Dn, называется подмножество декартова произведения D1x D2 x … x Dn. При этом множества D1, D2, …, Dn  называются доменами отношения, а элементы декартова произведения – кортежами отношения. Число n определяет степень (арность) отношения, а количество кортежей – его мощность.

     Для манипулирования данными в реляционной  модели используются два языка –  реляционная алгебра и реляционное исчисление.

     Реляционная алгебра – процедурный язык для  обработки реляционных таблиц (процедурный  язык – язык, обеспечивающий пошаговое  решение задачи). Операции реляционной  алгебры позволяют создавать  новые реляционные таблицы из уже существующих, что дает возможность выполнять необозримое множество действий по обработке данных. Реляционная алгебра состоит из 9 операций. Четыре операции взяты из математики, что логично, поскольку реляционные таблицы являются множествами: это объединение, пересечение, разность, произведение. Четыре операции относятся только к реляционной модели данных: это выборка, создание проекций, соединение, деление. И последняя операция – присвоение  - стандартная операция компьютерного языка, дающая имя величине.

     В математике можно объединить любые два множества. В реляционной алгебре можно объединить только объединительно - совместимые таблицы, то есть две или более реляционные таблицы, имеющие эквивалентные столбцы с точки зрения их количества и областей.

     Стандартные методы, которые помогают избежать  проблем небрежного проектирования, называются нормализацией. Нормализация – процесс приведения реляционных таблиц к стандартному виду. То есть существуют так называемые нормальные формы (шаблоны), под которые надо «подогнать» существующие таблицы с целью ликвидации  различных аномалий и сохранения целостности БД. Одним из  способов  такого «подгона» является разбиение – процесс разделения таблицы на несколько таблиц. При этом можно пользоваться специальными правилами структурирования таблиц, которые позволяют правильно «разнести» атрибуты по таблицам. 

     Реляционная таблица находится в первой нормальной форме (1НФ), если значения в таблице  являются атомарными для каждого  атрибута таблицы. То есть никакое значение атрибута не может быть множеством значений (повторяющейся группой). Но определение реляционной таблицы Коддом уже подразумевает ее нахождение в 1НФ. В дальнейшем будем следовать определению Кодда и считать, что все реляционные таблицы находятся в 1НФ.

     Вторая  и третья нормальные формы относятся к реляционным таблицам, ограниченным функциональными зависимостями. Функциональная зависимость (ФЗ) – это когда значение атрибута в кортеже однозначно определяет значение другого атрибута в кортеже. Атрибут в левой части ФЗ называется детерминантом. Вторая и третья нормальные формы касаются отношений между ключевыми и неключевыми атрибутами. Функциональные зависимости являются частью математического аппарата для работы с реляционными моделями.

     Отношение находится во второй нормальной форме ( 2НФ) в том случае, когда оно уже находится в 1НФ, и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа. Всякое отношение, которое находится в 1НФ и не находится в 2НФ, всегда можно преобразовать и свести к эквивалентному набору отношений, находящихся в 2НФ. Этот процесс заключается в замене отношения, находящегося в 1НФ, набором проекций, эквивалентных исходному. Соответственно, соединение этих проекций даст исходное отношение.

     Отношение находится в третьей нормальной форме (3НФ), если оно находится в 2НФ, неключевые атрибуты взаимно независимы, и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа. Отношение, находящееся в 2НФ, всегда можно привести к эквивалентному набору отношений в 3НФ.

     Хотя  некоторые авторы используют более слабый критерий 3НФ: таблица находится в 3НФ, если в ней нет транзитивных зависимостей. Транзитивная зависимость возникает тогда, когда неключевой атрибут функционально зависит от одного или более неключевых атрибутов.

     Отношение находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК), если  любой детерминант является возможным ключом. 

     4.2 Проектирование базы данных «СТО»

     4.2.1 Анализ методов проектирования, использующих концепцию функциональной зависимости

     Все данные, с которыми пользователи хотели бы работать, вначале помещаются в универсальное отношение. Затем между атрибутами этого отношения, которое обычно обладает рядом аномалий, определяются функциональные зависимости (ФЗ) – они позволяют нам выявить возможные первичные ключи отношения и детерминанты. Сравнивая первичные ключи и детерминанты разработчик базы данных делает вывод: находится ли отношение в нормальной форме Бойса-Кодда. Если «да», то проектирование БД считается оконченным, если «нет» - выделяется проекция отношения. В каждом из полученных двух отношений снова выделяются ФЗ, снова каждое отношение проверяется на соответствие НФБК и так далее. То есть в основе такого проектирования лежит метод декомпозиции (или разбиения) отношения, находящегося в предыдущей НФ, в два или более отношения, удовлетворяющих требованиям следующей НФ. Понятно, почему такой метод проектирования назвали функциональным проектированием. В результате такого проектирования получается набор отношений, составляющих по всем критериям хорошую БД.

     Проектирование завершается, когда все отношения будут находиться в НФБК.

     Необходимость в более удобных  и мощных средствах  моделирования предметной области поставила  перед проектировщиками баз данных задачу абстрагироваться от количества данных.

     Так появился второй метод  проектирования баз данных, который базируется на категориях  реального мира в виде объектов, обладающих определенными «удостоверениями личности » (первичными ключами) и атрибутами, и находящихся в некоторых отношениях друг с другом.  Модель данных, которая отражает объекты реального мира и связи между ними, называется  концептуальной моделью. Поэтому такое проектирование было названо концептуальным проектированием. Объекты предметной области, существенные для создаваемого приложения, называются в терминологии этого проектирования сущностями. Модель, получаемую в результате концептуального проектирования,  называют моделью «Сущность-Связь», или ER-моделью (essence – сущность, relation – связь, отношение).

     Основные  понятия  ER – модели – это сущность, связь, атрибут. Моделирование предметной области этим методом базируется на использовании диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов.  К этим компонентам относятся: сущность, атрибут, класс принадлежности сущности, связь, степень связи.

     Сущность  – это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступной. В диаграммах ER – модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего имя сущности. Имя сущности – это имя типа, а не конкретного элемента этого типа.

     Атрибут сущности – любой  элемент, который  служит для идентификации, числовой характеристики или выражения  состояния сущности, то есть свойство сущности.

     Связь – это вид соединения сущностей. Связь  всегда бинарная, то есть. существует между двумя сущностями, или между сущностью и ею самой – такая связь называется рекурсивной. В любой связи выделяют два конца, на каждом из которых указывается степень конца связи – сколько элементов данной сущности связывается,  и обязательность связи – любой ли элемент данной сущности должен участвовать в этой связи. Обязательность связи называется классом принадлежности сущности. Если каждый элемент сущности участвует в связи – говорят, что класс принадлежности сущности будет обязательным; если какой-то элемент сущности может не участвовать в связи, то класс принадлежности сущности называется необязательным. Степень связи определяется мощностью связи – максимальным количеством элементов одной сущности, связанных с одним элементом другой сущности.

     Схема, с помощью которой можно представить  ER – модель данной предметной области, носит название ER - диаграммы типа.

     Для того, чтобы ее построить, необходимо вначале  рассмотреть связи  между элементами данных сущностей  – между экземплярами сущностей.

     На  основании этой схемы  делается вывод о классе принадлежности сущностей и степени связи сущности. Такая схема называется ER - диаграммой экземпляров.

     ER-диаграмма типа строится на основании ER – диаграммы экземпляров.

     Но  ER – диаграммы – это только конструкции, которые показывают нам сущности и связи между ними при моделировании данной предметной области. Для каждого вида конструкции данных было выведено правило, диктующее разработчику БД не только количество отношений, но и разброс атрибутов по этим отношениям.

     Правило 1.  Если степень бинарной связи равна 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей является обязательным, то требуется только одно отношение. Первичным ключом этого отношения может быть ключ любой сущности.

     Правило 2.  Если степень бинарной связи  равна 1:1 и класс принадлежности одной сущности является обязательным, а другой необязательным, то требуется построение двух отношений – под каждую сущность необходимо выделение одного отношения, при этом первичным ключом каждого отношения является ключ соответствующей сущности. Ключ сущности с необязательным классом принадлежности добавляется в качестве атрибута в отношение, выделенное для сущности с обязательным классом принадлежности.

     Правило3.  Если  степень бинарной связи  равна 1:1 и класс принадлежности ни одной сущности не является обязательным, то необходимо использовать три отношения – под каждую сущность необходимо выделение одного отношения, при этом первичным ключом каждого отношения является ключ соответствующей сущности, и одного для связи. Среди своих атрибутов отношение, выделяемое связи, будет иметь по одному ключу от каждой сущности.

     Правило 4.  Если  степень бинарной связи  равна 1:N и класс принадлежности N -связной сущности является обязательным, то достаточно будет использовать два отношения – под каждую сущность необходимо выделение одного отношения, при этом первичным ключом каждого отношения является ключ соответствующей сущности. Дополнительно ключ 1-связной сущности должен быть добавлен как атрибут в отношение N-связной сущности.