Нормализация. Нормальные формы.

⇐ ПредыдущаяСтр 43 из 45Следующая ⇒

Нормализация представляет собой процесс реорганизации данных путем ликвидации повторяющихся групп и иных противоречии с целью приведения таблиц к виду, позволяющему осуществлять непротиворечивое корректное редактирование данных.

Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта БД, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, то есть исключена избыточность информации. Таким образом, нормализацию можно также определять как процесс, направленный на уменьшение избыточности информации в реляционных БД.

Цели нормализации

Избыточность информации устраняется не столько с целью экономии памяти, сколько для исключения возможной противоречивости

хранимых данных и упрощения управление ими.

Использование ненормализованных таблиц может привести к на-, рушению целостности данных (противоречивость информации) в БД. Обычно различают следующие проблемы, возникающие при использовании ненормализованных таблиц:

• избыточность данных;

• аномалии обновления;

• аномалии удаления;

• аномалии ввода.

Избыточность данных проявляется в том, что в нескольких записях таблицы БД повторяется одна и та же информация.

Первая нормальная форма

Ограничение первой нормальной формы: значения всех атрибутов должны быть атомарными. Данное требование является базовым требованием классической реляционной модели данных, поэтому любая реляционная таблица по определению уже находится в первой нормальной форме.

Вторая нормальная форма

Отношение находится во второй нормальной форме в том и только том случае, когда это отношение находится в первой нормальной форме, и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа.

Неключевым называется атрибут отношения, не входящий в состав первичного ключа.

Чтобы перейти от первой нормальной формы ко второй, нужно:

1. определить, на какие части можно разбить первичный ключ так, чтобы некоторые из неключевых полей зависели от одной из этих частей.

2. создать новую таблицу для каждой такой части ключа и группы полей, зависящих от неё, и переместить их в эту таблицу. Часть бывшего первичного ключа станет при этом первичным ключом новой таблицы.

3. удалить из исходной таблицы поля, перемещенные в другие таблицы, кроме тех из них, которые станут внешними ключами.

Третья нормальная форма

Рассмотрим таблицу Сотрудники, полученную после приведения исходной таблицы ко второй нормальной форме. Для нее существует функциональная зависимость между полями Код сотрудника и Зарплата. Однако эта функциональная связь: является транзитивной. Транзитивность зависимости полей означает, что зарплата на самом деле является характеристикой не сотрудника, а должности, которую он занимает. В результате мы не сможем занести в БД информацию, характеризующую зарплату должности, до тех пор, пока не появится хотя бы один сотрудник, эту должность занимающий. При удалении записи о последнем сотруднике, занимающем эту должность, мы лишаемся информации о зарплате, соответствующей ей. Кроме того, чтобы согласованно изменить зарплату на некоторой должности, надо найти все записи сотрудников, её занимающих. Таким образом, в нашей таблице по-прежнему существуют аномалии. Их необходимо устранить путем дальнейшей нормализации - приведением БД к третьей нормальной форме.

Отношение, R находится в третьей нормальной форме в том и только в том случае, если оно находится во второй нормальной форме, и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Чтобы перейти к третьей нормальной форме надо:

1. определить все поля, от которых зависят другие поля.

2. создать новую таблицу для каждого такого поля и группы зависящих от него полей и переместить их в новые таблицы. Поле, от которого зависят все остальные перемещенные поля, станет при этом первичным ключом новой таблицы.

3. удалить из исходной таблицы поля, перемещенные в другие таблицы, кроме тех из них, которые станут внешними ключами

На практике третья нормальная форма в большинстве случаев достаточна, и приведением к ней обычно заканчивается процесс проектирования реляционной БД. Поэтому другие нормальные формы подробно рассматривать не будем, т.к. они используются в работе сравнительно редко.

«Компьютерные сети»

147. Назначение и классификация компьютерных сетей. Локальные вычислительные сети: особенности организации, типовые топологии. Аппаратная реализация передачи данных.

Компьютерная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий» коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый» кабель используется на участках большой протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и надежности. Однако стоимость кабельной сети на его основе высока, и поэтому он не нашел пока широкого распространения в локальных сетях. В основном локальные компьютерные сети создаются на базе «тонкого» кабеля или витой пары. Каждая сеть складывается из набора взаимосвязанных участков — структур. Каждая отдельная структура представляет собой несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, каждый из которых соединен отдельным проводом с коммутатором. При необходимости развития к сети просто добавляют новую структуру. Для сетей, построенных по этому принципу, появляется необходимость в специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств — хаб — является коммутационным элементом сети. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. При подключении компьютера к хабу оказывается, что часть электроники сетевого интерфейса находится в компьютере, а часть — в хабе. Такое подключение позволяет повысить надежность соединения. Существенным свойством такой сети является ее высокая помехоустойчивость: при нарушении связи между двумя ее элементами, остальные продолжают сохранять работоспособность. Задача соединения компьютерных сетей различных организаций, зачастую созданных на основе различных стандартов, вызвала появление специального оборудования (мостов, маршрутизаторов, концентраторов и т. п.), осуществляющего такое взаимодействие.

Наибольшее распространение на сегодня получило, разделение компьютерных сетей по признаку территориального размещения. По этому признаку сети делятся на три основных класса:

· LAN - локальные сети (Local Area Networks);

· MAN - городские сети (Metropolitan Area Networks);

· WAN - глобальные сети (Wide Area Networks);

Локальная сеть (ЛС) - это коммуникационная система, поддерживающая в пределах здания или некоторой другой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи цифровой информации, предоставляемых подключенным устройствам для кратковременного монопольного использования. Территории, охватываемые ЛС, могут существенно различаться.
Длина линий связи для некоторых сетей может быть не более 1000 м, другие же ЛС в состоянии обслужить целый город. Обслуживаемыми территориями могут быть как заводы, суда, самолеты, так и учреждения, университеты, колледжи. В качестве передающей среды, как правило, используются коаксиальные кабели, хотя все большее распространение получают сети на витой паре и оптоволокне, а в последнее время также стремительно развивается технология беспроводных локальных сетей, в которых используется один из трех видов излучений: широкополосные радиосигналы, маломощное излучение сверхвысоких частот (СВЧ излучение) и инфракрасные лучи.

Городские сети, как правило, охватывают группу зданий и реализуются на оптоволоконных или широкополосных кабелях. По своим характеристикам они являются промежуточными между локальными и глобальными сетями. В последнее время в связи с прокладкой высокоскоростных и надежных оптоволоконных кабелей на городских и междугородних участках, а новые перспективные сетевые протоколы, например, ATM (Asynchronous Transfer Mode - режим асинхронной передачи), которые в перспективе могут использоваться как в локальных, так и в глобальных сетях.

Глобальные сети, в отличие от локальных, как правило, охватывают значительно большие территории и даже большинство регионов земного шара (примером может служить сеть Internet). В настоящее время в качестве передающей среды в глобальных сетях используются аналоговые или цифровые проводные каналы, а также спутниковые каналы связи (обычно для связи между континентами). Ограничения по скорости передачи (до 28, 8 Кбит/с на аналоговых каналах и до 64 Кбит/с - на пользовательских участках цифровых каналов) и относительно низкая надежность аналоговых каналов, требующая использования на нижних уровнях протоколов средств обнаружения и исправления ошибок существенно снижают скорость обмена данными в глобальных сетях по сравнению с локальными Существуют и другие классификационные признаки компьютерных сетей. Так, например:

ü по сфере функционирования сети могут быть разделены на банковские сети, сети научных учреждений, университетские сети;

ü по форме функционирования можно выделить коммерческие сети и бесплатные сети, корпоративные и сети общего пользования;

ü по характеру реализуемых функций сети подразделяются на вычислительные, предназначенные для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации; информационные, предназначенные для получения справочных данных по запросу пользователей; смешанные, в которых реализуются вычислительные и информационные функции;

ü по способу управления вычислительные сети делятся на сети с децентрализованным, централизованным и смешанным управлением.

по совместимости программного обеспечения бывают сети однородными или гомогенными (состоящие из программно-совместимых компьютеров) и неоднородной или гетерогенной (если компьютеры, входящие в сеть, программно несовместимы).

Топология компьютерной сети во многом определяется способом соединения компьютеров друг с другом. Топология во многом определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность (живучесть), производительность и др. Существуют разные подходы к классификации топологий сетей. Согласно одному из них конфигурации локальных сетей делятся на два основных класса: широковещательные и последовательные.

В широковещательных конфигурациях каждый ПК (приемо-передатчик физических сигналов) передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся топологии “общая шина”, “дерево”, “звезда с пассивным центром”. Сеть типа “звезда с пассивным центром” можно рассматривать как разновидность “дерева”, имеющего корень с ответвлением к каждому подключенному устройству.

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. Примерами последовательных конфигураций являются: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархическая, “кольцо”, “цепочка”, “звезда с интеллектуальным центром”, “снежинка” и другие.

Наиболее оптимальной с точки зрения надежности (возможности функционирования сети при выходе строя отдельных узлов или каналов связи) является полносвязная сеть, т.е. сеть, в который каждый узел сети связан со всеми другими узлами, однако при большом числе узлов такая сеть требует большого количества каналов связи и труднореализуема из-за технических сложностей и высокой стоимости. Поэтому практически все сети являются неполносвязными.

Хотя при заданном числе узлов в неполносвязной сети может существовать большое количество вариантов соединения узлов сети, на практике обычно используется три наиболее широко распространенные (базовые) топологии ЛВС: “звезда”, “общая шина” и “кольцо”.

⇐ Предыдущая 36 37 38 39 40 41 424344 45 Следующая ⇒