CC BY
9
УДК 004.652.42
Панченко Н.В., к.э.н.
доцент
кафедра «Информатика и информационные технологии»
Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия
Гебенов М.А. студент 2 курса
направление подготовки «Программная инженерия» Институт прикладной математики и информационных технологий Россия, г. Черкесск ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ НА ПРИМЕРЕ МАГАЗИНА СОТОВЫХ ТЕЛЕФОНОВ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ НОРМАЛИЗАЦИИ
Аннотация:
В статье рассматривается проектирование реляционной базы данных на примере магазина сотовых телефонов на основе принципов нормализации.
В ходе проектирования базы данных возникает проблема избыточности данных, которая потребует дополнительных ресурсов памяти для хранения множества данных.
Процесс приведения к нормальной форме позволит исключить дублирования данных, работать с данными простых типов.
В данной работе приведен пример проектирования в СУБД MySQL с помощью специального инструмента PhpMyAdmin версии 4.1.1. Данный продукт входит в OpenServer - программный комплекс для работы с базами данных и создания сайтов. Выбранная СУБД позволяет выполнять проектирование базы данных с учетом требований нормальных форм. Таким образом, спроектированная база в PHPMyAdmin будет удовлетворять трем требованиям, применяемым к БД: полнота, целостность, неизбыточность (исключение дублирования данных). Данная СУБД обеспечивает с помощью графического интерфейса быстрый процесс приведения таблиц к требованиям нормальных форм.
Ключевые слова: проектирование, база данных, таблица, нормализация, нормальные формы, неизбыточность, СУБД, дублирование.
Panchenko N., Candidate of Economic Sciences, Associate Professor Associate Professor of the Department "Informatics and Information
Technologies"
North Caucasus State University of Humanities and Technology
Russia, Cherkessk Gebenov M.A. student
2 course, areas of training "Software Engineering"
Institute of Applied Mathematics and Information Technology
Russia, Cherkessk
DESIGNING THE RELATIONAL DATABASE ON THE EXAMPLE OF A SHOP OF CELLULAR PHONES BASED ON THE PRINCIPLES OF
NORMALIZATION
Annotation:
The article discusses the design of a relational database on the example of a cell phone store based on the principles of normalization.
During the design of the database, the problem of data redundancy arises, which will require additional memory resources to store a variety of data.
The process of reduction to normal form will allow eliminating duplication of data, working with data of simple types.
This paper provides an example of designing in MySQL using the special tool PhpMyAdmin version 4.7.7. This product is included in OpenServer - a software package for working with databases and creating websites. The selected DBMS allows you to design a database to meet the requirements of normal forms. Thus, the designed database in PHPMyAdmin will satisfy three requirements applicable to the database: completeness, integrity, non-redundancy (data duplication exclusion). This DBMS provides with the help of a graphical interface a quick process of bringing tables to the requirements of normal forms.
Keywords: design, database, table, normalization, normal forms, non-redundancy, DBMS, duplication.
В статье рассматривается проектирование реляционной базы данных на примере магазина сотовых телефонов на основе принципов нормализации.
Проектирование базы данных делится на следующие этапы:
1. Инфологическое проектирование.
Для реализации данного этапа был выбран метод «Сущность-связь». Суть метода заключается в определении сущностей, их атрибутов и связей. Выделяют базовые (не зависящие от других) и зависимые сущности. Описываемая БД для магазина сотовых телефонов состоит из следующих таблиц (сущностей):
• клиент (client);
• производитель (manufacturer);
• модель (model);
• тип модели (model_type);
• заказ (order);
• строка заказа (order_line).
2. Выбор системы управления базой данных (СУБД) и других инструментальных программных средств.
Так как продукт распространяется бесплатно и соответствует самым высоким требованиям для разработки БД была выбрана СУБД MySQL.
Так как у СУБД MySQL нет удобного графического интерфейса,
поэтому для работы с этой СУБД чаще всего используют специальный инструмент PhpMyAdmin, который позволяет до максимума упростить этот
70
процесс70.
3. Логическое проектирование БД.
На этом этапе к выделенным объектам предметной области были добавлены логические связи.
Клиент (client_id (ключевое поле), Name, Surname);
Производитель(manufacturer_id (ключевое поле), manufacturer, phone_number, website, country, city);
Модель (model_id (ключевое поле), model_name, model_parametres, price, total_available, image, model_type, manufacture_id);
Типмодели (model_type_id, model_type);
Заказ (order_id, client_id, sale_date);
4. Физическое проектирование БД.
После логического проектирования базы данных были созданы таблицы в PHPMyAdmin версии 4.7.7.
В ходе физического проектирования базы данных возникла проблема избыточности данных, которая потребовала дополнительные ресурсы памяти для хранения множества данных.
_ Се р эе-р: nobfashop »¡¡TtfniiiE clierl
jOfccjt jf -Л SQL ^ Эстаа'нть g Экспорг ЦВмюрт г. Привилегии ^Опёрацнн Триггер
|f Структура тта&пииь- н^Сэези
i Имя i Hl CpSEhiHHf АТЗЙО/ТЬ Hal [to рюшнии Конуантйркн Дополнительно Действие
' cliertif 10) Her rfe.-i AUT0_ 1КСШШ J х || Щ - 1
1 Name vardsaifl utfSjgenBii^_d пет Нетч : у m шщ
Рисунок 1. Структура таблицы «Клиент »
Тип Сравнение Атрибуты Null £1о ртшна'нию Камнеттарни Доп-г.пнитслык Дб-НСТЕН^
M(1D) Hsr Шг AUTUJNCREMENT J J< ЩЦ Ц
modeljaine vsrchar-;33J иИЗ_вбпш1_з £;a NULL J ^ щ g
mocEljjanainelres .згсгэг:2з6| ВЙ8_део«в1_в ~a ,VULi
imaige Hot Her Hen
moifellype^ lijitl] Да Ш1 /у. g f g
Да HULL
Рисунок 2. Структура таблицы «Модель»
« Ifw
1 model И
ï
3
4
5
ïj maisÈEtoreHB^ г 13'
J У 1жШ J Y ' :-l
=L Ш.
= I :
Ш §
70 Шкрыль А. А. PHP — это просто. Программируем для Web-сайта. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. С.230
_ Сервер: lil-O.O.l:J306 ».¿¡¿Баи аанньл: ■ цТаиищл: insnufstturet
Обзор [¡J Струпурэ ^ SQL Пйи*и Вставить ^Экспорт и:уп;|Я ^Привилегии Операции Триггеры [5] С траура таблицы г? Связи
i Имя Тип Сравнение Атрибуты NulE По умолчанию Комментарии Доп^нжепьно Лен-ггзке
1 manufacturer id ^ ¡ггШП; Не=т Fdtei^ AmDJNCHEMENT у X " Ш & Ш
2 manufacturer '.згслэ:. > utffijgetieraij: Нет НЕМ У >" и V ms
J jitioiie number biginl|S4| НЕ-Т rie^ J > 1 ~ s -я
4 website vardijf..20i uif3jgenefJi_ci НЕ-Т Hetr. у > тг 1(3 ШШ
5 country txdw|£) uifi_gensral_ci Нет Ham У У В !Я!9 В СЕ
& cliy yartfiriii ulfäjeneraE^ti Нат Hew / У 3 и ■}, ж:
Рисунок 3. Структура таблицы «Производитель»
Д Оскюр ^ Структура ^QL Rohu Вставить Д Энаюрт Д Ингорг г; Привилегии ¡^Операции Триггеры gj Структура, таолииы ^ Сэязи
1 И «и Тип Сравнение Атрибуты NuJI По умолчанию лениешарии Дополнительно Действие
□ 1 line_id J ffitiU} Нет Нат AUrajHCffiHEMT я j У ■ шш = X
2 product_id^ intl-Di Нет Н&т? Л X Sil Й
3 С L □ IT Ту Int Hl Нет ff&T А V У 1ШЕ : 'т
-1 orderjd^ inb 1 Нет П&Т t .У у шшш I1 ш
& price deciraliB.Di Нет Нат J у. Ц Щ g
Рисунок 4. Структура таблицы «Строка заказа»
_ Сервер: 127.0.0.1:3305 я ¿^База данных: mobile_shop » [[{¡Таблица: order
g Обзор if Структура SQL Поиск ^Вставить Д Экспорт §| Импорт ¡g Привилегии ^Операции Триггеры ||§ Структура таблицы щ Связи
# Имя Тиг Сравнение Атрибуты Null По умолчанию Комментарии Дополнительно Действие
1 1 order id Щ intOO) Нет Нет AUT0JNCREMENT / х jp Ш И 1
2 clientJdf] int(10) Нет Нет j у шш S |Щ Щ
з sale_date date Нет Нет J ж i 1 Ш Т 1
t Отметить зсе С отмеченными. | / | | 1
Рисунок 5. Структура таблицы «Заказ»
j Окор ^ Структура jQL Поте» "■: Бстазить ¡[Энсгг-зт Д Инг^рт -д Труе^ггин Опера jhh Триггеры SKipjftiyiM Т8ЙГИЦЫ Связи
1 Кия Гил Сравшяе Атрибуты »uS Паумяячакнн) Конивргарнн Двяолн1гтельно Действие
: 1 inodel_7y|K_'d jj j hf18) Ьет Л1ЯО 1МЖМЕЭТ / X ¡3$ "i
2 modsllype . a 'char- 20.1 Д£ MULL ш в
{Ьй&ппъ все Ctvrsftweh'WiUL J J Jf ^ щ
Рисунок 6. Структура таблицы «Тип модели» Процесс нормализации является одним из важнейших, определяющим процедуры привидения модели базы данных к виду, формирующему эффективную базу данных, что реализуется в корректном представлении и высокоскоростной обработке данных. Чтобы выполнить нормализацию модели базы данных, разработчику необходимо представить модель в виде сущности с набором атрибутов, которые ее будут характеризовать.71
Процесс нормализации позволит исключить дублирования данных,
71Стружкин Н.П., Годин В.В. Базы данных: проектирование: учебник для академического бакалавриата - М.: Издательство Юрайт, С. 181
работать с данными простых типов.
Механизм нормализации подразумевает определенную последовательность преобразований отношений к третьей нормальной форме.72
В выбранной СУБД есть возможность привести созданные таблицы к нормальным формам.
Первая нормальная форма
Отношение находится в 1НФ тогда и только тогда, когда все используемые домены содержат только скалярные (атомарные, простые)
73
значения.
Рассмотрим таблицу «Производители». Она включает в себя:
- номер производителя (manufacturer_id);
- имя производителя (manufacturer);
- контактный номер телефона (phone_number);
- адрес веб-сайта (website);
- юридический адрес (страна, город). Ненормализованная таблица:
i Имя Ти tjHfiKHK Атрйуты Null ffa уюташ Кометами Допо.пнтгпьис ДЯСТВМ
1 luflufariuierjd | ! hp) Hr te AUTOJNCREMENT 1 u ïl-pn _: y r, lî В
2 [ИЗЛ^КЬЮ vaichai^SO uffijercralji Наг te / Г Iii il
3 рЬпеитЬн 1ндпШ] H& te ; x ni -i
4 нгсЬанДО) utf8_jaKral_d Нг te ; > iU ü
5 address vaidiarflifl) Й8_даш1_п Н^т У & 1S ü S
Рисунок 7. Структура ненормализованной таблицы «Производитель» На данном этапе атрибут Address был разбит на 2 отдельных: country и city. Результат приведения таблицы «Производители» к первой нормальной форме показан на рисунке 8.
liCijwit: 1J7.0.0.1 :Ш » ^ üija дам tii: moWlMhop » ¡j Ttfjflnw: irunufatjure i
10бир Струпура SQL f ГЬмск к байт ДЭидорт |Д Импорт ^TtymuMum ^Ощацм .. Т^ггеры ^ CfjijtrypaTi^üuti Свят
# Ямн Тлп Сраэнени& Атрибуты Null HD ^МСГНВ НИЧ WHWBHTaprtii Лишпниклы» Действие
raamiÎKturerjd ç iiMO) Кет ffeffl шощЩшт J X 7
3 manufoctiHer H'aEthaiiSO) utfôjjenHïTti HÎT rleïTi J Y g i-im T
3 ptonejiumbir tiçfiinJ: Нет гфл M у1 X 1 Î s j
i website vaidiai'iMi utfS_«nîral_d Нгг rtsffl 1 i У 1 : и { T t
S cwntry i/aidiaiffi uirs_99neral_d H*T Hiffl 1 J X 1 \ - i ш 1
& dît ffichflQS) Нгт Hem 1 У x J ЯП T f
Рисунок 8. Структура нормализованной таблицы «Производитель» в
1НФ
72 Карпова И.П. Базы данных: Учебное пособие - СПБ.: Питер, 2013. С. 192
73Шустова Л.И., Тараканов О.В. Базы данных: Учебник. - М.: Инфра-М, 2016. С. 103
Вторая нормальная форма
Информационный объект находится во второй нормальной форме (2НФ), если он уже находится в первой нормальной форме и каждое его не ключевое поле зависит от уникального идентификатора информационного объекта.74
Требования 2НФ следует учесть на начальном этапе проектирования базы данных. Для этого необходимо определить свойства для каждой сущности и составить из них отдельные таблицы.
1 Ичя Тнп СртЕИНШв ATpHPVTbi Null №}нянМ1н) Иммвшр« Еиол-нтельн: Ленсгвне
1 iwdelJJ ^ адо Нет Нет /ШЩЗВЩ J у ¡Jg Ef
2 ™del_iMme mniiEifE] Щ т f У Hi в = ■■ ш ш
3 nwdtljaranetres нпЦ256 UtffijBffl5fal_Q $ Ш J У 1QS т —
J ir-ЭСг Ый Нет h'tr / У у -I
i nwdeljfptfl nflD] J3= ш / X шшш 1Щ
i iBfflnfsdaiirjtf| m Да ж / х 1Ш1 : d
Рисунок 9. Структура нормализованной таблицы «Модель» в 2НФ
Третья нормальная форма
Таблица находится в 3НФ, если она уже находится во второй нормальной форме и ни один его описательный атрибут не зависит от каких -либо других описательных атрибутов75.
f Ы Тип LpaEHGHHf Атрияуту: M\ По умолчгн^нз Кэчментадон ^опопнкельн: Дешеле
0 1 manifeiiiKjd jj rlilCi fer Fte:i AURiJNCREMEMi У - ч
2 manufacturer iadiarfSi) iitfijfiij|ijS fer Ften / У ш шш Si
и г phonejwiel)« light Hi far Hew j x шт ш
ij 4 website radrariKj Liliojs^i;.- KtT ftert /хшш а= rz 1 1
5 dty агс1ш;128 utfSjemiii her Нею / X Sig
Б postcode ЩЩ her У У * 1
Рисунок 10. Структура ненормализованной таблицы «Производитель» во 2НФ В приведенной ниже таблице атрибут роБ1:соёе(почтовый индекс) зависит от атрибута city. Ошибочное заполнение одного из полей приведет к несоответствию между реальным городом и его индексом. Знание города предполагает и знание индекса т.е. атрибут postcodeявляется избыточным. Правильным будет его удаление. В результате все таблицы приведены к 3НФ (рисунок 11).
74Кузин А.В., Левонисова С.В. Базы данных: учебное пособие для студ.учреждений. высш.проф. образования 5-е изд. (эл.). М.: Издательский центр «Академия»,2012. С. 23
75 Там же С. 23
Рисунок 11. Схема БД в 3НФ Таким образом, была спроектирована база данных магазина сотовых телефонов в PHPMyAdmin. Она состоит из следующих таблиц: client, manufacturer, model, model_type, order, order_line. Хранение БД осуществляется на сервере. Тип сервера - MySQL версии 5.6.38 -MySQLCommunityServer (GPL).
Приведенная модель позволит корректно проводить обработку данных, а также получать сведения, отражающие реалии предметной области.
Использованные источники:
1. Карпова И.П. Базы данных: Учебное пособие - СПБ.: Питер, 2013. - 240с.
2. Кузин А.В., Левонисова С.В. Базы данных: учебное пособие для студ.учреждений высш.проф. образования 5-е изд. (эл.). М.: Издательский центр «Академия»,2012. 320 с.
3. Стружкин Н.П., Годин В.В. Базы данных: проектирование: учебник для академического бакалавриата - М.: Издательство Юрайт, 2016. 477с.
4. Шкрыль А. А. PHP — это просто. Программируем для Web-сайта. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 368 с.
5. Шустова Л.И., Тараканов О.В. Базы данных: Учебник. - М.: Инфра-М, 2016. 304 c.
