Проектирование и реализация базы данных «Расписание занятий»

     Среди реквизитов, описывающих сущность, можно выделить один или несколько  реквизитов, которые однозначно определяют экземпляр сущности. Такой реквизит является ключом. Между ключом и другими реквизитами существует функциональная зависимость.

     Реквизиты каждого информационного объекта  канонической модели данных должны отвечать требованиям, соответствующим третьей нормальной форме реляционной модели данных:

• информационный объект должен содержать уникальный идентификатор – первичный ключ;
• все описательные реквизиты должны быть взаимонезависимы, то есть между ними не должно быть функциональных зависимостей;
• все реквизиты, входящие в составной ключ, также должны быть взаимонезависимы;
• каждый описательный реквизит должен функционально полно зависеть от ключа, то есть каждому значению ключа должно соответствовать только одно значение описательного реквизита, а при составном ключе описательные реквизиты должны зависеть целиком от всей совокупности реквизитов, образующих ключ;
• каждый описательный реквизит должен зависеть от ключа нетранзитивно, то есть не должен зависеть через другой промежуточный реквизит.

   Реквизитный состав первичных документов: 

     Таблица 2.1.1. Анализ документа «Группы» 

 
 
 
 
 
 

      Таблица 2.1.2. Анализ документа «Аудитории» 

 
 

     Таблица 2.1.3. Анализ документа «Дисциплины» 

 
 

      Таблица 2.1.4. Анализ документа «Дни недели» 

 
 

      Таблица 2.1.5. Анализ документа «Преподаватели» 

 

 
 Таблица 2.1.6. Анализ документа «Расписание» 

 
 

Таблица 2.1.7. Анализ документа «Расписание звонков» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2.1.8. Анализ документа «Учебный план» 

 
 
 

     Полученные  информационные объекты отвечают требованиям  нормализации, т. е. находятся в третьей  нормальной форме. 

     Таблица 2.1.9. Объекты справочной информации 

 

     У – уникальный, П – простой, С - составной.

     2.2. Определение связей информационных объектов, построение информационно-логической модели и ER-диаграммы 

     Для построения информационно-логической модели сначала построим матрицу смежности — это квадратная матрица по числу ИО, которая заполняется по строкам. Элемент матрицы на пересечении строки и столбца равен 1, если ИО, стоящий в строке, связан с ИО, стоящим в столбце, отношением один ко многим, тип функциональной связи во внимание не принимается.

     Существуют  следующие типы отношений между  объектами:

• Один-к-одному (1:1). Каждому экземпляру первого информационного объекта соответствует только один экземпляр второго информационного объекта
• Один-ко-многим (1:М). Каждому экземпляру одного информационного объекта соответствует несколько экземпляров другого информационного объекта, а каждому экземпляру второго информационного объекта соответствовать не более одного экземпляра первого информационного объекта.
• Многие-ко-многим (М:М). Каждому экземпляру одного информационного объекта соответствует несколько экземпляров другого информационного объекта и каждому экземпляру второго информационного объекта может соответствовать несколько экземпляров первого.

     В результате анализа получили 8 информационных объектов: ДНИ НЕДЕЛИ, АУДИТОРИИ, РАСПИСАНИЕ ЗВОНКОВ, УЧЕБНЫЙ ПЛАН, ГРУППЫ, ДИСЦИПЛИНЫ, РАСПИСАНИЕ, ПРЕПОДАВАТЕЛИ. Проведем попарный анализ связей между ними:

     Дни недели (1)                    Расписание (7).   Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Код дня недели.

     Аудитории (2)                 Расписание (7). Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Номер аудитории.

     Расписание  звонков (3)                   Расписание (7).  Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Номер пары.

      Учебный план (4)                   Дисциплины (6).   Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Дисциплина.

     Группы (5)                    Расписание (7). Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Код группы.

     Дисциплины (6)                    Расписание (7). Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Код дисциплины.

     Преподаватели (8)                 Расписание (7). Тип связи 1:М. Связь между этими объектами обеспечивается с помощью реквизита Табельный номер преподавателя.

     По  этим данным можно построить матрицу  смежности, которая позволяет выстроить информационные объекты по уровням (Рис.2.2.) 

       

     Рис. 2.2 Матрица смежности

     Информационно-логическая модель приведена к каноническому  виду, и объекты расположены в  ней по уровням. На нулевом уровне располагаются объекты не подчиненные никаким другим объектам, на 1 уровне подчиненные 0 уровню и т.д. Такое размещение объектов дает представление об иерархической подчиненности, делает модель более наглядной и облегчает понимание зависимостей 1:М.

     Матрица смежности показывает, что:

     - информационные объекты Дни недели, Аудитории, Расписание звонков,  Учебный план, Группы, Преподаватели находятся на 0^ом уровне;

     - информационный объект Дисциплины  находится на 1^ом уровне;

     - информационный объект Расписание находится на 2^ом уровне.

     Диаграммы отношений между таблицами помогают наглядно представить проект базы данных. Диаграммы объект-отношение (Entity-relation - ER), которые также называют  диаграммами объект-атрибут-отношение (entity-atribute-relation – EAR), представляют собой один из наиболее широко используемых методов для изображения отношений между таблицами базы данных. Эллипсы над прямоугольниками таблиц обозначают классы атрибутов (поля), входящие в отношение. Ромбы, соединяющие пары прямоугольников таблиц и эллипсы полей, представляющих отношение между полями.

     ER-диаграмма предметной области «Расписание» представлена в ПРИЛОЖЕНИИ А. 
 

3. Определение логической и физической моделей базы данных

 
 

     Логическая  структура реляционной базы данных является адекватным отображением полученной информационно-логической модели предметной области. Для канонической модели не требуется дополнительных преобразований. Каждый информационный объект модели данных отображается соответствующей реляционной таблицей. Структура реляционной таблицы определяется реквизитным составом соответствующего информационного объекта, где каждый столбец (поле) соответствует одному из реквизитов. Ключевые реквизиты образуют уникальный ключ реляционной таблицы. Для каждого столбца таблицы задается тип, размер данных и другие свойства. Топология проекта схемы данных практически совпадает с топологией информационно – логической модели. Логическая структура базы данных приведена в ПРИЛОЖЕНИИ В, а физическая – в ПРИЛОЖЕНИИ С.