مفاهیم پایگاه داده های رابطه ای و نرمال سازی

نوع فایل:ورد

تعداد صفحات:253

اندازه فایل:3.25مگابایت

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                   صفحه

فصل پنجم –  دیگر زبانهای رابطه ای  ……………………………………………………………………………………………………………….    1

5-1- حساب رابطه ای چند تایی  ………………………………………………………………………………………………………………………..    3

5-1-1- طرح مثال   ………………………………………………………………………………………………………………………………………….    4

5-1-2- تعاریف رسمی  …………………………………………………………………………………………………………………………………….   9

5-1-3- اطمینان در بیان  ……………………………………………………………………………………………………………………………………   11

5-1-4- زبان های توانای پر معنی  ………………………………………………………………………………………………………………………   12

5-2-  قلمرو حساب رابطه ای  ……………………………………………………………………………………………………………………………   13

5-2-1- تعریف رسمی   …………………………………………………………………………………………………………………………………..   13

5-2-2- پرس وجوهای نمونه  ……………………………………………………………………………………………………………………………   14

5-2-3- ایمنی عبارات  …………………………………………………………………………………………………………………………………….   16

5-2-4- قدرت بیانی زبان  ………………………………………………………………………………………………………………………………..   18

5-3- پرس وجو از طریق مثال  …………………………………………………………………………………………………………………………..   19

5-3-1-جدول های ساختمان  ……………………………………………………………………………………………………………………………   20

5-3-2- پرس وجو هایی روی یک رابطه  ……………………………………………………………………………………………………………   20

5-3-3- پرس وجو روی رابطه های جداگانه  ………………………………………………………………………………………………………    25

5-3-4- جعبه وضعیت   ……………………………………………………………………………………………………………………………………   27

5-3-5- رابطه نتیجه   ……………………………………………………………………………………………………………………………………….   30

5-3-6- QBEدر مایکروسافت اکسس  ……………………………………………………………………………………………………………..   32

5-4- دیتالوگ   ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..   35

5-4-1- ساختار اساسی  …………………………………………………………………………………………………………………………………..    35

5-4-2- ترکیب دستورات دیتالوگ  ………………………………………………………………………………………………………………….    38

5-4-3- ترکیب های معنایی دیتالوگ غیر بازگشتی  …………………………………………………………………………………………….     42

عنوان                                                                                                                                                  صفحه

5-4-3-1- ترکیب های معنایی یک دستور  …………………………………………………………………………………………………………    42

5-4-3-2- ترکیب معنایی برنامه  ……………………………………………………………………………………………………………………….     44

5-4-4- ایمنی   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………     47

5-4-5- عملیاتهای رابطه ای در دیتالوگ  …………………………………………………………………………………………………………..     49

5-4-6- بازگشتی در دیتالوگ  …………………………………………………………………………………………………………………………     51

5-4-7- قدرت بازگشتی   ………………………………………………………………………………………………………………………………..     56

5-5- خلاصه   ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….     59

مرور  اصطلاحات   …………………………………………………………………………………………………………………………………………      60

تمرین مهارت   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………      61

تمرین ها    …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….     63

نکاتی مربوط به فهرست کتاب  …………………………………………………………………………………………………………………………     66

ابزارها   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..      67

بخش دوم :طراحی پایگاه داده  ………………………………………………………………………………………………………………………     68

فصل ششم: طراحی پایگاه داده مدل E-R     ……………………………………………………………………………………………………     70

6-1- مفهوم کلی فرایند طراحی  ………………………………………………………………………………………………………………………     71

6-1-1-  مراحل طراحی   ……………………………………………………………………………………………………………………………….     72

6-1-2- طراحی جایگزین ها   …………………………………………………………………………………………………………………………     74

6-2- مدل موجودیت رابطه    ………………………………………………………………………………………………………………………….     75

6-2-1- گروه موجودیت     ……………………………………………………………………………………………………………………………     76

6-2-2- گروه رابطه ها    ………………………………………………………………………………………………………………………………..     78

6-2-3- صفات    ………………………………………………………………………………………………………………………………………….     83

6-3- محدودیت ها   ……………………………………………………………………………………………………………………………………..     87

6-3-1- ترسیم کاردینالیتی    …………………………………………………………………………………………………………………………..    87

6-3-2- کلیدها    ………………………………………………………………………………………………………………………………………….    89

6-3-2-1- گروه موجودیت ها   ……………………………………………………………………………………………………………………..     90

6-3-2-2- گروه رابطه ها   …………………………………………………………………………………………………………………………….     91

6-3-3- مشارکت محدودیت  ها    ………………………………………………………………………………………………………………….     93

6-4- نمودارهای موجودیت – رابطه    …………………………………………………………………………………………………………….      93

6-5- نتایج طراحی موجودیت – رابطه    ………………………………………………………………………………………………………….     102

6-5-1- استفاده از گروه موجودیت ها در مقابل صفات    …………………………………………………………………………………..     102

6-5-2- استفاده از گروه موجودیت ها به جای گروه رابطه ها    …………………………………………………………………………..     105

6-5-3- گروه رابطه های n-ary در مقایل دوگانه    …………………………………………………………………………………………     106

عنوان                                                                                                                                                   صفحه

6-5-4-  جایگاه صفات رابطه   …………………………………………………………………………………………………………………….      109

6-6- گروه موجودیت ضعیف    ……………………………………………………………………………………………………………………      111

6-7- ویژگیهای E-R  گسترده    ………………………………………………………………………………………………………………….      114

6-7-1- ویژه کاری    ………………………………………………………………………………………………………………………………….      115

6-7-2 – عمومی سازی    …………………………………………………………………………………………………………………………….      118

6-7-3- صفات وراثتی    ……………………………………………………………………………………………………………………………..      120

6-7-4- محدودیت ها در عمومی سازی    ………………………………………………………………………………………………………      121

6-7-5- ترکیب    ………………………………………………………………………………………………………………………………………      125

6-7-6- نمادهای E-R جایگزین    ……………………………………………………………………………………………………………….      128

6-8- طراحی پایگاه داده برای پروژه بانکداری    ……………………………………………………………………………………………..      130

6-8-1- جایگزین های طرح E-R   ………………………………………………………………………………………………………………      131

6-8-2- الزامات داده برای پایگاه داده بانک   ………………………………………………………………………………………………….      132

6-8-3- گروه های موجودیت برای پایگاه داده بانک    …………………………………………………………………………………….      134

6-8-4- گروه های رابطه برای پایگاه داده بانک   …………………………………………………………………………………………….      135

6-8-5- نمودار E-R برای پایگاه داده بانک    ………………………………………………………………………………………………..      136

6-9- تبدیل شدن به الگوی رابطه ای    …………………………………………………………………………………………………………..       136

6-9-1- ارائه گروه های موجودیت قوی   ………………………………………………………………………………………………………       138

6-9-2- ارائه گروه های موجودیت ضعیف    ………………………………………………………………………………………………….       139

6-9-3 – ارائه گروه های رابطه    ………………………………………………………………………………………………………………….       140

6-9-3-1- الگوهای زائد   …………………………………………………………………………………………………………………………..       142

6-9-3-2- ترکیب الگوها   ………………………………………………………………………………………………………………………….       142

6-9-4- صفات ترکیبی و چند مقداری    ………………………………………………………………………………………………………..       144

6-9-5- ارائه روش عمومی سازی     ……………………………………………………………………………………………………………..       145

6-9-6- ارائه دادن ترکیب    ………………………………………………………………………………………………………………………..       147

6-9-7- الگوی رابطه برای پروژه بانکداری    ………………………………………………………………………………………………….       148

6-10- جنبه های دیگر طراحی پایگاه داده    …………………………………………………………………………………………………..       149

6-10-1- محدودیت داده ها وطراحی پایگاه داده رابطه ای    …………………………………………………………………………….       150

6-10-2- الزامات کاربردی : پرس وجوها ، کارایی   ……………………………………………………………………………………….       151

6-10-3- الزامات کنترل    ………………………………………………………………………………………………………………………….       153

6-10-4- جریان داده ها   …………………………………………………………………………………………………………………………..        153

6-10-5- موضوعات دیگر در طراحی پایگاه داده    ………………………………………………………………………………………..       154

6-11- زبان مدل سازی یکپارچه UML    ……………………………………………………………………………………………………        156

عنوان                                                                                                                                                   صفحه

6-12- خلاصه    ………………………………………………………………………………………………………………………………………..      160

مروری بر اصطلاحات   ……………………………………………………………………………………………………………………………….       163

تمرین مهارت    ………………………………………………………………………………………………………………………………………….       165

تمرینات   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….       170

منابع    ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………       173

ابزارها    …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….      173

فصل هفتم: طراحی پایگاه داده رابطه ای     ………………………………………………………………………………      175

7-1- ویژگی های طراحی های رابطه ای خوب     ……………………………………………………………………………………………       176

7-1-1- طراحی جایگزین : الگوهای بزرگتر    ………………………………………………………………………………………………..       177

7-1-2- طراحی جایگزین : الگوهای کوچکتر    ……………………………………………………………………………………………..       181

7-2- محدوده های غیر قابل تجزیه واولین شکل نرمال    …………………………………………………………………………………..       185

7-3-  تجزیه با استفاده از وابستگی های عملیاتی     ………………………………………………………………………………………….       188

7-3-1- کلیدها و وابستگی های عملیاتی    …………………………………………………………………………………………………….       188

7-3-2- شکل نرمال Boyce-codd     ……………………………………………………………………………………………………….       192

7-3-3- BCNF و حفاظت وابستگی      ………………………………………………………………………………………………………      193

7-3-4- سومین شکل نرمال      ……………………………………………………………………………………………………………………       197

7-3-5- شکل های نرمال بیشتر     …………………………………………………………………………………………………………………      200

7-4- تئوری وابستگی عملیاتی     ………………………………………………………………………………………………………………….      201

7-4-1- بستار مجموعه وابستگی های عملیاتی     …………………………………………………………………………………………….      201

7-4-2- بستار گروه های صفات      ……………………………………………………………………………………………………………..       205

7-4-3- پوشش استاندارد      ………………………………………………………………………………………………………………………       208

7-4-4- تجزیه بی نقص      …………………………………………………………………………………………………………………………      213

7-4-5- حفاظت وابستگی     ……………………………………………………………………………………………………………………….      214

7-5- تجزیه با استفاده از وابستگی های عملیاتی     …………………………………………………………………………………………..       217

7-5-1- تجزیه BCNF     …………………………………………………………………………………………………………………………       217

7-5-1-1- آزمون BCNF     ……………………………………………………………………………………………………………………        218

7-5-1-2- الگوریتم تجزیه BCNF   ………………………………………………………………………………………………………….       220

7-5-2- تجزیه 3NF      …………………………………………………………………………………………………………………………….       222

7-5-3- مقایسه BCNF و 3NF    ……………………………………………………………………………………………………………..       225

7-6- تجزیه با استفاده از وابستگی های چند مقداری     …………………………………………………………………………………….      226

7-6-1- وابستگی های چند مقداری     ………………………………………………………………………………………………………….       227

7-6-2- شکل نرمال چهارم      …………………………………………………………………………………………………………………….       230

عنوان                                                                                                                                                  صفحه

7-6-3- تجزیه 4NF     ……………………………………………………………………………………………………………………………..      232

7-7- دیگر شکل های نرمال     …………………………………………………………………………………………………………………….      234

7-8- فرایند طراحی پایگاه داده      ……………………………………………………………………………………………………………….       234

7-8-1- مدل E-R و نرمال سازی     …………………………………………………………………………………………………………….       235

7-8-2- نام گذاری صفات و رابطه ها    …………………………………………………………………………………………………………       237

7-8-3- از نرمال درآوردن برای کارایی     …………………………………………………………………………………………………….       239

7-8-4- دیگر مباحث طراحی    …………………………………………………………………………………………………………………..        240

7-9- مدل سازی داده های موقتی     ……………………………………………………………………………………………………………..       241

7-10- خلاصه    ……………………………………………………………………………………………………………………………………….       245

مرور اصطلاحات    ……………………………………………………………………………………………………………………………………..      246

تمرین مهارت     …………………………………………………………………………………………………………………………………………      248

تمرین      ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….       250

واژه نامه    …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

254

ما در فصل2 جبر رابطه اي را ارائه كرديم كه اشكال پايه اي در بسياري از مواردي هستند كه در زبان SQL Query استفاده مي شوند . جزئيات بيشتر در فصل هاي 3 و 4 ارائه شد . در اين فصل ابتدا دوزباني را كه بيشتر رسميت دارند را مطالعه مي كنيم يكي حساب رابطه اي چندتايي و يكي حساب رابطه اي حوزه . كه اين دو زبان رسمي زبان هايي هستند بر پاية پرس و جو[1] و مبتني بر منطق رياضي ، و اين دو زبان رسمي شكل پايه اي براي دو يا بيشتر زبان هاي دوستانه هستند ، كه بعداً در اين فصل QBE[2] و Datalog را مطالعه مي كنيم .

بر خلاف SQL و QBE يك زبان گرافيكي به گونه اي به شكل جداول مي باشد .QBE و جايگزينش خيلي مورد استفاده قرار مي گيرند در سيستمهاي پايگاه داده در كامپيوترهاي شخصي . Datalog يك نمونه تركيبي بعد از زبان Prolog دارد . هر چند در حال حاضر به صورت تجاري از اين دست آورد استفاده نمي شود . Datalog بيشتر در جستجوي سيستم هاي پايگاه داده اي مورد استفاده قرار مي گيرد .

براي QBE و Datalog ، ما ساختارها و مفاهيم بنيادي را سريع تر از يك كتاب راهنماي جامع كاربران براي اين زبان ها به دست مي آوريم ، عقيده بر اين است كه شخص يكي از اين زبان ها را  انتخاب كند ، ممكن است در جزئيات متفاوت باشند يا ممكن است تنها يك زير مجموعه از تمام زبان ها را تأييد كند .

5-1  حساب رابطه اي چندتايي

وقتي كه ما يك عبارت جبري رابطه اي را مي نويسم . ما يك روالي را كه جوابهايي براي پرس و جو به وجود مي آورند را مهيا مي كنيم . در مقام مقايسه حساب رابطه اي چندتايي يك زبان تحقيقي غیر رویه ای اطلاعات خوبي را بدون دادن يك روال ويژه براي به دست آوردن آن اطلاعات ارائه مي دهد . يك پرس و جو در حساب رابطه اي چندتايي که مثل { t | p (t ) } بيان مي شود منظور اين است كه آن يك مجموعه اي از همه متغییرهائی  چون t مي باشد به گونه اي كه p ( t )  مبتني بر آن درست باشد به ازاء همه t ها. در دنباله مطالبمان ، ما از t [A] براي مشخص كردن مقدار متغییر t بر روي صفت A استفاده مي كنيم و ما از   r  t براي مشخص كردن يك متغییر t كه در رابطه با r مي باشد ، استفاده مي نماييم.

قبل از اين كه ما يك تعريف رسمي از حساب رابطه اي چندتايي ارائه بدهيم ، ما به بعضي از پرس و جو ها که در جملات جبري رابطه اي  در بخش 2-2 نوشته ایم برمي گرديم . به ياد آوريد كه پرس و جو ها از الگوي هاي زير پيروي مي كنند :

شاخه ( نام شاخه ـ شهر شاخه ـ موجودي (  دارائي ) )

خريدار ـ مشتري ( نام مشتري و جبر مشتري ، شهر مشتري )

وام ( شماره وام ـ نام شاخه ـ مقدار )

وام گيرنده ( نام مشتري ـ شماره وام )

حساب ( شماره حساب ـ نام شاخه ـ موجودي )

سپرده گذار ( نام مشتري ـ شماره حساب )

5- 1- 1- طرح مثال

پيدا كردن نام شاخه ، شماره وام ، مبلغ وام براي وام هاي بيشتر از 1200 دلار :

{loam ^ t [ amount ]> 1200   t½ t }

فرض كنيد كه ما خواسته باشيم فقط صفت ( شماره وام ) ، بيشتر از همه صفات رابطه وام باشد . براي نوشتن اين پرس و جو در حساب رابطه اي چندتايي ما به نوشتن يك توضيح نياز داريم . براي يك رابطه در اين طرح يا مدل ( شماره وام ) ما به چندتايي ها بر روي  شماره وام  نياز داريم هم چنانكه يك چندتايي در وام به وسيله يك صفت, مقداري بزرگتر از 1200 وجود دارد . براي بيان اين تقاضا ما به ساختار وجود داشتن  از مطلق رياضي نياز داريم . نكته :

r ( Q (t) ) t

وجود يك متغییر t متعلق به r به گونه ای که  Q (t) درست باشد . از اين نكات استفاده مي كنيم ، تا بتوانيم پرس و جو را بنويسيم همچون ، پيدا كردن شماره وام براي هر يك از وام ها به گونه اي كه مبلغ بزرگ تر از 1200 دلار باشد . همچون :

loan ( t [ loan – number] = S [loan-number]^S [amount]>1200}S t½}

در انگليسي ، ما مي خوانيم جمله يا توضيحي قبلي به عنوان ” دسته اي از همه متغيرهايي همچون t كه وجود دارد يك متغير ( چندتايي) S متعلق به loan براي هر مقدار t و s متعلق به loan-number كه مساوي هستند و مقدار S براي صفت amount بزرگ تر از 1200 دلار هستند