6.5. Пример проектирования реляционной бд

Рассмотрим следующую задачу: пусть необходимо обеспечить сбор и обработку данных по результатам сдачи экзаменов и зачетов сту­дентами факультета. Организация данных должна поддерживать:

• выполнение текущего учебного плана;

• формирование ведомостей по отдельным дисциплинам для групп студентов;

• формирование листов зачетных книжек студентов;

• формирование сводной ведомости курса;

• расчет среднего балла по дисциплинам и т. п.

Приведем этапы построения инфологической и даталогической моделей (ЕR-диаграммы и реляционной схемы) для решения такой задачи.

6.5.1. Построение еr-диаграммы

Представим предметную область как взаимодействие двух сущно­стей – «Дисциплина учебного плана» и «Студент»: каждый студент сдает экзамен или зачет по некоторой дисциплине учебного плана и получает оценку, которая должна быть зафиксирована в модели данных.

«Дисциплина учебною плана» с точки зрения решаемой задачи должна быть представлена группой свойств, позволяющих характе­ризовать дисциплину в рамках каждою отдельного семестра: наиме­нование дисциплины, семестр, количество часов, форма отчетности (экзамен или зачет) и данные о преподавателе, читающем дисципли­ну. Необходимость задания таких свойств обусловлена, с одной стороны, задачей организации хранения результатов сдачи экзаменов и зачетов (наименование дисциплины, семестр и форма отчетности), и с другой стороны задачей формирования листов зачетных книжек (количество часов и данные о преподавателе). Отдельный экземпляр такой сущности однозначно идентифицируется тройкой свойств — наименование дисциплины, семестр и форма отчетности.

Сущность «Студент» для обеспечения выполнения объявленных функций должна характеризоваться следующими свойствами: фами­лия, имя, отчество и номер группы. Однако следует отметить, что даже набор значений всех этих свойств не может однозначно характе­ризовать экземпляр сущности, так как можно предполагать наличие в одной группе полных тезок. Таким образом, для идентификации отдельного экземпляра сущности необходимо ввести дополнительное (ключевое) свойство идентификационный номер студента.

Определим для сущности «Студент» еще два дополнительных свойства, которые не будут непосредственно обеспечивать решение поставленной задачи, но могут служить для реализации дополни­тельных (сервисных) функций (например, организации почтовой или телефонной связи): домашний адрес и номер телефона. Свойст­во «Домашний адрес», являясь по сути составным, будет на самом деле рассматриваться в контексте решаемых задач как простое, а свойство «Номер телефона» — как условное.

Взаимодействие сущностей реализуется связью «Сводная ведо­мость», т. е. Студент сдает экзамен (зачет) по Дисциплине учебного плана. Мощность связи — «многие ко многим» (М:М). Для иденти­фикации связи отдельных экземпляров сущностей в этом случае не­обходимо наличие у связи следующих дополнительных свойств: оценка и дата сдачи экзамена (зачета).

ER-диаграмма рассматриваемой задачи представлена на рис 6.5.

Построенная ER-диаграмма находится в первой нормальной фор­ме, так как сущности не имеют повторяющихся групп свойств (см. п. 5.4.4). Однако при рассмотрении свойств сущности «Дисциплина учебного плана» можно заметить, что свойство «Преподаватель» за­висит только от части ключевых свойств, — а именно от свойств «Наименование дисциплины» и, возможно, «Форма отчетности». Следовательно, для того чтобы привести ER-диаграмму ко второй нормальной форме, необходимо выделить свойство «Преподава­тель» в отдельную сущность.

Новая сущность «Преподаватель» характеризуется группой ос­новных свойств — фамилия, имя, отчество, и группой дополнитель­ных свойств — кафедра, должность, домашний адрес и телефон. Так же, как и для сущности «Студент», для сущности «Преподаватель» необходимо ввести дополнительное (ключевое) свойство — иденти­фикационный номер преподавателя.

Рис. 6.5. ER-диаграмма рассматриваемой задачи

Взаимодействие новой сущности с сущностью «Дисциплина учебного плана» осуществляется посредством новой связи «Читает». Мощность связи – «Многие к одному» (М:1), т. е. несколько дис­циплин учебного плана может читать один преподаватель.

Измененная ER-диаграмма представлена на рис. 6.6. Новый ва­риант ЕК диаграммы находится в третьей нормальной форме, так как сущности не имеют свойств, зависящих от неключевых.

Рис. 6.6. Нормализованная ER-диаграмма