Анализ построенной модели, нормализация модели

Как уже было сказано ранее, записи, созданные в соответствии с первой сущностью, описывают основные средства в соответствии с требованиями и потребностями бухгалтерского учета, а записи, созданные в соответствии со второй сущностью, отражают бухгалтерские проводки в отношении хозяйственных операций, производимых в связи с осуществлением ремонта компьютерной техники.
Разработанная модель является полезной не только для специалистов отдела ремонта компьютерной техники участка ООО «Кубанская нива-2», но и будет полезной для специалистов отдела бухгалтерии.
Теперь необходимо нормализировать построенную модель и определить способ представления для каждого из свойств выделенных сущностей.
Определим сначала понятие «нормальные формы» применительно к базам данных.
Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, потенциально приводящей к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных.
Иначе, нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.
Процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией.
Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных.
Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации.
Как отмечает К. Дейт По тексту надо давать ссылки в списке лит-ры, общее назначение процесса нормализации заключается в следующем:
исключение некоторых типов избыточности;
устранение некоторых аномалий обновления;
разработка проекта базы данных, который является достаточно «качественным» представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последующего расширения;
упрощение процедуры применения необходимых ограничений целостности.
Устранение избыточности производится, как правило, за счёт декомпозиции отношений таким образом, чтобы в каждом отношении хранились только первичные факты (то есть факты, не выводимые из других хранимых фактов).
На практике используется приведение базы данных к первым трем нормальным формам, потому что они позволяют организовать логичную и экономную декомпозицию исходных данных, удобное хранение и использование данных.
Напротив, остальные формы способствуют усложнению информационной структуры, увеличению времени выполнения операций над данными и не приносят выигрыша в виде минимизации объема хранимых данных.
Переменная отношения находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда в любом допустимом значении этой переменной каждый кортеж отношения содержит только одно значение для каждого из атрибутов.
В реляционной модели отношение всегда находится в первой нормальной форме по определению понятия отношение.
Что же касается различных таблиц, то они могут не быть правильными представлениями отношений и, соответственно, могут не находиться в 1НФ.
В соответствии с определением Кристофера Дейта для такого случая таблица нормализована (эквивалентно — находится в первой нормальной форме) тогда и только тогда, когда она является прямым и верным представлением некоторого отношения.
Конкретнее, рассматриваемая таблица должна удовлетворять следующим пяти условиям:
Нет упорядочивания строк сверху вниз (другими словами, порядок строк не несет в себе никакой информации).
Нет упорядочивания столбцов слева направо (другими словами, порядок столбцов не несет в себе никакой информации).
Нет повторяющихся строк.
Каждое пересечение строки и столбца содержит ровно одно значение из соответствующего домена (и больше ничего).
Все столбцы являются обычными.
«Обычность» всех столбцов таблицы означает, что в таблице нет «скрытых» компонентов, которые могут быть доступны только в вызове некоторого специального оператора взамен ссылок на имена регулярных столбцов, или которые приводят к побочным эффектам для строк или таблиц при вызове стандартных операторов.
Таким образом, например, строки не имеют идентификаторов кроме обычных значений потенциальных ключей (без скрытых «идентификаторов строк» или «идентификаторов объектов»).
Они также не имеют скрытых временных меток.
Переменная отношения находится во второй нормальной форме тогда и только тогда, когда она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут неприводимо зависит от (каждого) её потенциального ключа.
Неприводимость означает, что в составе потенциального ключа отсутствует меньшее подмножество атрибутов, от которого можно также вывести данную функциональную зависимость.
Для неприводимой функциональной зависимости часто используется эквивалентное понятие «полная функциональная зависимость».
Если потенциальный ключ является простым, то есть состоит из единственного атрибута, то любая функциональная зависимость от него является неприводимой (полной).
Если потенциальный ключ является составным, то согласно определению второй нормальной формы в отношении не должно быть неключевых атрибутов, зависящих от части составного потенциального ключа.
Вторая нормальная форма по определению запрещает наличие неключевых атрибутов, которые вообще не зависят от потенциального ключа.
Таким образом, вторая нормальная форма в том числе запрещает создавать отношения как несвязанные (хаотические, случайные) наборы атрибутов.
Переменная отношения R находится в 3NF тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:
R находится во второй нормальной форме.
ни один неключевой атрибут R не находится в транзитивной функциональной зависимости от потенциального ключа R.
Неключевой атрибут отношения R — это атрибут, который не принадлежит ни одному из потенциальных ключей R.
Функциональная зависимость множества атрибутов Z от множества атрибутов X (записывается X → Z, произносится «икс определяет зет») является транзитивной, если существует такое множество атрибутов Y, что X → Y и Y → Z.
При этом ни одно из множеств X, Y и Z не является подмножеством другого, то есть функциональные зависимости X → Z, X → Y и Y → Z не являются тривиальными, а также отсутствует функциональная зависимость Y → X.
Определение 3NF, эквивалентное определению Кодда, но по-другому сформулированное, дал Карло Заниоло в 1982 году

.
Согласно ему, переменная отношения находится в 3NF тогда и только тогда, когда для каждой из её функциональных зависимостей X → A выполняется хотя бы одно из следующих условий:
Х содержит А (то есть X → A — тривиальная функциональная зависимость)
Х — суперключ
А — ключевой атрибут (то есть А входит в состав потенциального ключа).
Определение Заниоло четко определяет разницу между 3NF и более строгой нормальной формой Бойса-Кодда (НФБК): НФБК исключает третье условие («А — ключевой атрибут»).
Применим данные теоретические выкладки к разработанной модели.
Рассмотрим первую созданную сущность:
компьютерная техника.
Данная сущность обладает следующими свойствами:
инвентарный номер (номер, использующийся для идентификации основного средства бухгалтерией);
тип устройства (наиболее общий показатель, характеризующий компьютерную технику);
серийный номер (номер, использующийся для идентификации компьютерной техники специалистами отдела ремонта компьютерной техники);
расположение компьютерной техники (физическое местоположение),
пользователи компьютерной техники (необходимо, так как именно они будут писать заявку на ремонт).
Очевидно, что серийный номер и инвентарный номер несут одинаковую смысловую нагрузку, являются дублирующими друг друга элементами.
Однако нет возможности использовать только один из идентификаторов: в документах организации, в том числе – финансовых, компьютерная техника фигурирует под инвентарными номерами, в то же время, для целей отдела ремонта компьютерной техники требуется хранить серийные номера устройств, например, для того, чтобы вести деловую переписку с поставщиком оборудования, вышедшего из строя до истечения гарантийного срока.
Соответственно, требуется создать отдельную таблицу, которая будет сопоставлять два указанных идентификатора.
Пользователей компьютерной техники также необходимо вынести в отдельную таблицу для того, чтобы можно было хранить все необходимые реквизиты, такие как:
Ф. И. О.,
отдел,
должность.
Соответственно требуется создать вспомогательную таблицу «Отдел», в котором будет храниться:
наименование отдела;
его адрес.
Заметим, что в таблице «Отдел» будет указан основной адрес отдела, в то время как пользователь и закрепленная за ним компьютерная техника может находиться абсолютно в другом местоположении, поэтому данные поля нельзя считать дублирующими друг друга.
Тип устройства будет представлен таблицей «Тип», в котором будет храниться следующая информация:
код типа устройства;
производитель устройства;
наименование типа устройства.
И, разумеется, будет создана таблица «Компьютерная техника», которая будет содержать:
серийный номер;
тип устройства (в виде кода);
пользователя, за которым закреплена компьютерная техника;
местоположение компьютерной техники.
Рассмотрим следующую сущность:
комплектующие.
Данная сущность обладает следующими свойствами:
тип комплектующих и расходных материалов (наиболее общий показатель, характеризующий комплектующие);
расположение комплектующих и расходных материалов (физическое местоположение на складе);
закупочная цена комплектующих и расходных материалов (необходима для создания отчета о затраченных средствах для отдела бухгалтерии);
дата произведения закупок комплектующих и расходных материалов;
дата выбытия комплектующих и расходных материалов;
количество закупленных комплектующих и расходных материалов;
количество выбывших комплектующих и расходных материалов.
Как мы видим, тип комплектующих, по своей сути, совпадает с типом компьютерной техники, поэтому данную информацию можно также отображать в таблице «Тип», в котором будет указана следующая информация:
кодовое число типа комплектующих или расходных материалов;
производитель;
наименование запчастей.
Есть необходимость создать две таблицы – «Поступление расходных материалов и запасных частей» и «Выбытие расходных материалов и запасных частей».
В первой таблице будет содержаться информация:
о типе поступивших комплектующих;
их количестве;
дате поступления;
расположение на складе;
закупочной цене.
Во второй таблице будет содержаться информация:
о типе выбывших комплектующих и расходных материалов;
количестве выбывших комплектующих и расходных материалов;
дате выбытия.
Для более наглядного представления создадим форму «Комплектующие», которая будет отображать:
тип комплектующих;
количество на складе;
местоположении на складе.
Отобразим получившиеся сущности и типы атрибутов в более наглядной табличной форме (см