Что такое первая база вторая база

Ответы Основные понятия база данных и информационная система

Задание 1. Что такое база данных?

Задание 2. В чем различие между фактографическими и документальными БД?

Задание 3. Что такое распределенная БД?

Задание 4. Что такое информационная система? Приведите примеры информационных систем.

Задание 5. Что вы знаете о реляционной БД?

Задание 6. Что такое запись, поле? Какую информацию они содержат?

Задание 7. Определите имена полей в таблицах «Домашняя библиотека», «Погода», «Успеваемость», «Факультативы».

Поля «Домашняя библиотека»: Номер; Автор; Название; Год; Полка

Поля «Погода»: День; Осадки; Температура С; Давление, мм рт. ст.; Влажность, %

Поля «Успеваемость»: Ученик; Русский; Алгебра; Химия; Физика; История; Музыка

Поля «Факультативы»: Фамилия; Геология; Цветоводство; Танцы

Задание 8. Что такое первичный ключ БД? Какие бывают ключи?

Задание 9. Назовите объекты, сведения о которых содержат записи баз данных «Погода», «Успеваемость», «Факультативы». Определите ключи записей в этих БД.

Таблица «Погода»
Первичный ключ: День. Отдельный объект БД: Погода в определенную дату.

Таблица «Успеваемость»
Первичный ключ: Ученик. Отдельный объект БД: Успеваемость ученика.

Таблица «Факультативы»
Первичный ключ: Фамилия. Отдельный объект БД: Наличие факультативов у учеников.

Источник

Нормализация отношений. Шесть нормальных форм

В данной теме я затрону 6 нормальных форм и методы приведения таблиц в эти формы.

Процесс проектирования БД с использование метода НФ является итерационным и заключается в последовательном переводе отношения из 1НФ в НФ более высокого порядка по определенным правилам. Каждая следующая НФ ограничивается определенным типом функциональных зависимостей и устранением соответствующих аномалий при выполнении операций над отношениями БД, а также сохранении свойств предшествующих НФ.

Используемые термины

Атрибут — свойство некоторой сущности. Часто называется полем таблицы.

Домен атрибута — множество допустимых значений, которые может принимать атрибут.

Кортеж — конечное множество взаимосвязанных допустимых значений атрибутов, которые вместе описывают некоторую сущность (строка таблицы).

Отношение — конечное множество кортежей (таблица).

Схема отношения — конечное множество атрибутов, определяющих некоторую сущность. Иными словами, это структура таблицы, состоящей из конкретного набора полей.

Проекция — отношение, полученное из заданного путём удаления и (или) перестановки некоторых атрибутов.

Функциональная зависимость между атрибутами (множествами атрибутов) X и Y означает, что для любого допустимого набора кортежей в данном отношении: если два кортежа совпадают по значению X, то они совпадают по значению Y. Например, если значение атрибута «Название компании» — Canonical Ltd, то значением атрибута «Штаб-квартира» в таком кортеже всегда будет Millbank Tower, London, United Kingdom. Обозначение: -> .

Нормальная форма — требование, предъявляемое к структуре таблиц в теории реляционных баз данных для устранения из базы избыточных функциональных зависимостей между атрибутами (полями таблиц).

Метод нормальных форм (НФ) состоит в сборе информации о объектах решения задачи в рамках одного отношения и последующей декомпозиции этого отношения на несколько взаимосвязанных отношений на основе процедур нормализации отношений.

Цель нормализации: исключить избыточное дублирование данных, которое является причиной аномалий, возникших при добавлении, редактировании и удалении кортежей(строк таблицы).

Аномалией называется такая ситуация в таблице БД, которая приводит к противоречию в БД либо существенно усложняет обработку БД. Причиной является излишнее дублирование данных в таблице, которое вызывается наличием функциональных зависимостей от не ключевых атрибутов.

Аномалии-модификации проявляются в том, что изменение одних данных может повлечь просмотр всей таблицы и соответствующее изменение некоторых записей таблицы.

Аномалии-удаления — при удалении какого либо кортежа из таблицы может пропасть информация, которая не связана на прямую с удаляемой записью.

Аномалии-добавления возникают, когда информацию в таблицу нельзя поместить, пока она не полная, либо вставка записи требует дополнительного просмотра таблицы.

Первая нормальная форма

Отношение находится в 1НФ, если все его атрибуты являются простыми, все используемые домены должны содержать только скалярные значения. Не должно быть повторений строк в таблице.

Например, есть таблица «Автомобили»:

Вторая нормальная форма

Отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ и каждый не ключевой атрибут неприводимо зависит от Первичного Ключа(ПК).

Неприводимость означает, что в составе потенциального ключа отсутствует меньшее подмножество атрибутов, от которого можно также вывести данную функциональную зависимость.

Например, дана таблица:

Таблица находится в первой нормальной форме, но не во второй. Цена машины зависит от модели и фирмы. Скидка зависят от фирмы, то есть зависимость от первичного ключа неполная. Исправляется это путем декомпозиции на два отношения, в которых не ключевые атрибуты зависят от ПК.

Третья нормальная форма

Отношение находится в 3НФ, когда находится во 2НФ и каждый не ключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Проще говоря, второе правило требует выносить все не ключевые поля, содержимое которых может относиться к нескольким записям таблицы в отдельные таблицы.

Таблица находится во 2НФ, но не в 3НФ.
В отношении атрибут «Модель» является первичным ключом. Личных телефонов у автомобилей нет, и телефон зависит исключительно от магазина.
Таким образом, в отношении существуют следующие функциональные зависимости: Модель → Магазин, Магазин → Телефон, Модель → Телефон.
Зависимость Модель → Телефон является транзитивной, следовательно, отношение не находится в 3НФ.
В результате разделения исходного отношения получаются два отношения, находящиеся в 3НФ:

Нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК) (частная форма третьей нормальной формы)

Определение 3НФ не совсем подходит для следующих отношений:
1) отношение имеет два или более потенциальных ключа;
2) два и более потенциальных ключа являются составными;
3) они пересекаются, т.е. имеют хотя бы один общий атрибут.

Для отношений, имеющих один потенциальный ключ (первичный), НФБК является 3НФ.

Отношение находится в НФБК, когда каждая нетривиальная и неприводимая слева функциональная зависимость обладает потенциальным ключом в качестве детерминанта.

Предположим, рассматривается отношение, представляющее данные о бронировании стоянки на день:

Отношение находится в 3НФ. Требования второй нормальной формы выполняются, так как все атрибуты входят в какой-то из потенциальных ключей, а неключевых атрибутов в отношении нет. Также нет и транзитивных зависимостей, что соответствует требованиям третьей нормальной формы. Тем не менее, существует функциональная зависимость Тариф → Номер стоянки, в которой левая часть (детерминант) не является потенциальным ключом отношения, то есть отношение не находится в нормальной форме Бойса — Кодда.

Недостатком данной структуры является то, что, например, по ошибке можно приписать тариф «Бережливый» к бронированию второй стоянки, хотя он может относиться только к первой стоянки.

Можно улучшить структуру с помощью декомпозиции отношения на два и добавления атрибута Имеет льготы, получив отношения, удовлетворяющие НФБК (подчёркнуты атрибуты, входящие в первичный ключ.):

Четвертая нормальная форма

Отношение находится в 4НФ, если оно находится в НФБК и все нетривиальные многозначные зависимости фактически являются функциональными зависимостями от ее потенциальных ключей.

Предположим, что рестораны производят разные виды пиццы, а службы доставки ресторанов работают только в определенных районах города. Составной первичный ключ соответствующей переменной отношения включает три атрибута: <Ресторан, Вид пиццы, Район доставки>.

Такая переменная отношения не соответствует 4НФ, так как существует следующая многозначная зависимость:
<Ресторан>→ <Вид пиццы>
<Ресторан>→

То есть, например, при добавлении нового вида пиццы придется внести по одному новому кортежу для каждого района доставки. Возможна логическая аномалия, при которой определенному виду пиццы будут соответствовать лишь некоторые районы доставки из обслуживаемых рестораном районов.

Для предотвращения аномалии нужно декомпозировать отношение, разместив независимые факты в разных отношениях. В данном примере следует выполнить декомпозицию на <Ресторан, Вид пиццы>и <Ресторан, Район доставки>.

Однако, если к исходной переменной отношения добавить атрибут, функционально зависящий от потенциального ключа, например цену с учётом стоимости доставки ( <Ресторан, Вид пиццы, Район доставки>→ Цена), то полученное отношение будет находиться в 4НФ и его уже нельзя подвергнуть декомпозиции без потерь.

Пятая нормальная форма

Отношения находятся в 5НФ, если оно находится в 4НФ и отсутствуют сложные зависимые соединения между атрибутами.
Если «Атрибут_1» зависит от «Атрибута_2», а «Атрибут_2» в свою очередь зависит от «Атрибута_3», а «Атрибут_3» зависит от «Атрибута_1», то все три атрибута обязательно входят в один кортеж.

Это очень жесткое требование, которое можно выполнить лишь при дополнительных условиях. На практике трудно найти пример реализации этого требования в чистом виде.

Например, некоторая таблица содержит три атрибута «Поставщик», «Товар» и «Покупатель». Покупатель_1 приобретает несколько Товаров у Поставщика_1. Покупатель_1 приобрел новый Товар у Поставщика_2. Тогда в силу изложенного выше требования Поставщик_1 обязан поставлять Покупателю_1 тот же самый новый Товар, а Поставщик_2 должен поставлять Покупателю_1, кроме нового Товара, всю номенклатуру Товаров Поставщика_1. Этого на практике не бывает. Покупатель свободен в своем выборе товаров. Поэтому для устранения отмеченного затруднения все три атрибута разносят по разным отношениям (таблицам). После выделения трех новых отношений (Поставщик, Товар и Покупатель) необходимо помнить, что при извлечении информации (например, о покупателях и товарах) необходимо в запросе соединить все три отношения. Любая комбинация соединения двух отношений из трех неминуемо приведет к извлечению неверной (некорректной) информации. Некоторые СУБД снабжены специальными механизмами, устраняющими извлечение недостоверной информации. Тем не менее, следует придерживаться общей рекомендации: структуру базы данных строить таким образом, чтобы избежать применения 4НФ и 5НФ.

Пятая нормальная форма ориентирована на работу с зависимыми соединениями. Указанные зависимые соединения между тремя атрибутами встречаются очень редко. Зависимые соединения между четырьмя, пятью и более атрибутами указать практически невозможно.

Доменно-ключевая нормальная форма

Переменная отношения находится в ДКНФ тогда и только тогда, когда каждое наложенное на неё ограничение является логическим следствием ограничений доменов и ограничений ключей, наложенных на данную переменную отношения.
Ограничение домена – ограничение, предписывающее использовать для определённого атрибута значения только из некоторого заданного домена. Ограничение по своей сути является заданием перечня (или логического эквивалента перечня) допустимых значений типа и объявлением о том, что указанный атрибут имеет данный тип.

Ограничение ключа – ограничение, утверждающее, что некоторый атрибут или комбинация атрибутов является потенциальным ключом.

Любая переменная отношения, находящаяся в ДКНФ, обязательно находится в 5НФ. Однако не любую переменную отношения можно привести к ДКНФ.

Шестая нормальная форма

Переменная отношения находится в шестой нормальной форме тогда и только тогда, когда она удовлетворяет всем нетривиальным зависимостям соединения. Из определения следует, что переменная находится в 6НФ тогда и только тогда, когда она неприводима, то есть не может быть подвергнута дальнейшей декомпозиции без потерь. Каждая переменная отношения, которая находится в 6НФ, также находится и в 5НФ.

Идея «декомпозиции до конца» выдвигалась до начала исследований в области хронологических данных, но не нашла поддержки. Однако для хронологических баз данных максимально возможная декомпозиция позволяет бороться с избыточностью и упрощает поддержание целостности базы данных.

Для хронологических баз данных определены U_операторы, которые распаковывают отношения по указанным атрибутам, выполняют соответствующую операцию и упаковывают полученный результат. В данном примере соединение проекций отношения должно производится при помощи оператора U_JOIN.

Переменная отношения «Работники» не находится в 6НФ и может быть подвергнута декомпозиции на переменные отношения «Должности работников» и «Домашние адреса работников».

Источник

Основы реляционной алгебры

Реляционная алгебра базируется на теории множеств и является основой логики работы баз данных.
Когда я только изучал устройство баз данных и SQL, предварительное ознакомление с реляционной алгеброй очень помогло дальнейшим знаниям правильно уложиться в голове, и я постараюсь что бы эта статья произвела подобный эффект.

Так что если вы собираетесь начать свое обучение в этой области или вам просто стало интересно, прошу под кат.

Реляционная база данных

Для начала введем понятие реляцинной базы данных, в которой будем выполнять все действия.

Реляционной базой данных называется совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна хранится в базе. В данном определении нам интересен термин отношение, но пока оставим его без строго определения.
Лучше представим себе таблицу продуктов.

таблица PRODUCTS

Таблица состоит из 4х строк, строка в таблице является кортежем в реляционной теории. Множество упорядоченных кортежей называется отношением.
Перед тем как дать определение отношения, введем еще один термин — домен. Домены применительно к таблице это столбцы.

Для ясности, теперь введем строгое определение отношения.

Ключи в отношениях

В отношении требованием является то, что все кортежи должны различаться. Для однозначной идентификации кортежа существует первичный ключ. Первичный ключ это атрибут или набор из минимального числа атрибутов, который однозначно идентифицирует конкретный кортеж и не содержит дополнительных атрибутов.
Подразумевается, что все атрибуты в первичном ключе должны быть необходимыми и достаточными для идентификации конкретного кортежа, и исключение любого из атрибутов в ключе сделает его недостаточным для идентификации.
Например, в такой таблице ключом будет сочетание атрибутов из первого и второго столбца.

Видно, что в организации может быть несколько водителей, и чтобы однозначно идентифицировать водителя необходимо и значение из столбца “Название организации” и из “Имя водителя”. Такой ключ называется составным.

В реляционной БД таблицы взаимосвязаны и соотносятся друг с другом как главные и подчиненные. Связь главной и подчиненнной таблицы осуществляется через первичный ключ (primary key) главной таблицы и внешний ключ ( foreign key ) подчиненной таблицы.
Внешний ключ это атрибут или набор атрибутов, который в главной таблице является первичным ключем.

Этой подготовительной теории будет достаточно для знакомства с основными операциями реляционной алгебры.

Операции реляционной алгебры

Для понимания важно запомнить, что результатом любой операции алгебры над отношениями является еще одно отношение, которое можно потом так же использовать в других операциях.
Создадим еще одну таблицу, которая нам пригодится в примерах.

Условимся, что в этой таблице ID это внешний ключ, связанный с первичным ключом таблицы PRODUCTS.

Для начала рассмотрим самую простую операцию — имя отношения. Её результатом будет такое же отношение, то есть выполнив операцию PRODUCTS, мы получим копию отношения PRODUCTS.

Проекция

Проекция является операцией, при которой из отношения выделяются атрибуты только из указанных доменов, то есть из таблицы выбираются только нужные столбцы, при этом, если получится несколько одинаковых кортежей, то в результирующем отношении остается только по одному экземпляру подобного кортежа.
Для примера сделаем проекцию на таблице PRODUCTS выбрав из нее ID и PRICE.

Синтаксис операции:
π _{(ID, PRICE)} PRODUCTS

В результате этой операции получим отношение:

Выборка

Выборка — это операция, которая выделяет множество строк в таблице, удовлетворяющих заданным условиям. Условием может быть любое логическое выражение.
Для примера сделаем выборку из таблицы с ценой больше 90.

Синтаксис операции:
σ _(PRICE>90) PRODUCTS

В условии выборки мы можем использовать любое логическое выражение. Сделаем еще одну выборку с ценой больше 90 и ID товара меньше 300:

σ _{(PRICE>90 ^ ID π COMPANY σ (PRICE 123ПеченькиООО ”Темная сторона”190123OOO “Дарт”156ЧайООО ”Темная сторона”60156ОАО ”Ведро”123ПеченькиООО ”Темная сторона”190156ОАО ”Ведро”156ЧайООО ”Темная сторона”60123OOO “Дарт”}

Для примера использования этой операции представим себе необходимость выбрать продавцов с ценами меньше 90. Без произведения необходимо было бы сначала получить ID продуктов из первой таблицы, потом по этим ID из второй таблицы получить нужные имена SELLER, а с использованием произведения будет такой запрос:

Источник

Как считается коэффициент бонус-малус

И как его восстановить при смене прав или ошибке страховой

Стоимость полиса ОСАГО — обязательного страхования автогражданской ответственности — зависит от страховой истории водителя. Могут дать скидку за безаварийную езду или, наоборот, надбавку — если были страховые случаи.

Разберем, как рассчитывается КБМ и сколько можно сэкономить.

Что такое КБМ

При оформлении страхового полиса ОСАГО стоимость полиса — страховая премия — зависит от базового тарифа, который умножается на различные коэффициенты — региональный, стаж водителя, мощность, период использования и другие. Так получается итоговая стоимость полиса.

КБМ — один из таких коэффициентов — это скидка за то, что у застрахованного водителя не было ДТП по его вине. Если ДТП были, то КБМ возрастает и может превратиться в надбавку — тогда полис будет дороже. То есть чем аккуратнее водите, тем дешевле страховка.

Законодательство. Размер базовых тарифов для разных категорий автомобилей и коэффициенты, в том числе КБМ, регулирует Центральный банк РФ.

Например, в конце 2018 года ЦБ изменил градацию коэффициента «возраст-стаж» до 58 ступеней вместо прежних четырех и разрешил уменьшать и увеличивать базовую ставку, но не более чем на 20%.

Где указывается в полисе. В оформленном полисе ОСАГО все коэффициенты, на основании которых была рассчитана страховая премия, указываются в пункте 7 — «Расчет размера страховой премии». КБМ каждого водителя, допущенного к управлению, указан в таблице из пункта 3.

Виды КБМ

При заключении договора ОСАГО страхователь может указать список водителей, допущенных к управлению, или оформить полис на неограниченное количество лиц — любой водитель, который сядет за руль, будет «вписан» в страховой полис. От этого зависит КБМ и стоимость страхового полиса.

КБМ водителя (ограниченная страховка). Если страхователь страхует ответственность конкретных водителей, в полис вносят данные по каждому водителю — фамилию, имя, отчество, номер водительского удостоверения. КБМ считают у каждого водителя по его персональной истории страхования.

Когда рассчитывают стоимость полиса — берут максимальный КБМ, поэтому стоимость страховки зависит от водителя с наибольшим («худшим») коэффициентом.

Например, вы в очередной раз оформляете ОСАГО на себя и хотите вписать второго водителя. Если ваш КБМ равен 0,5, а КБМ второго водителя — 1,4, то скидки при оформлении вы не получите. Стоимость полиса будет рассчитана из расчета наибольшего КБМ — то есть 1,4. Если исключить второго водителя из списка допущенных водителей, полис станет дешевле почти в три раза.

КБМ собственника (неограниченная страховка). Если страховать автомобиль без ограничения списка допущенных водителей, КБМ водителей не будет учитываться.

Например, если страхователь из предыдущего примера — владелец автомобиля, он может оформить договор страхования без ограничения перечня водителей. Тогда при расчете стоимости полиса будет взят КБМ 1, но в этом случае появится коэффициент за «неограниченность» списка водителей — КО. В этом случае он равен 1,87, то есть надбавка 87%. Поэтому неограниченная страховка выгодна, если у одного из водителей КБМ больше 2.

Когда применяется КБМ

КБМ водителя рассчитывают на основании данных ОСАГО за предыдущий страховой период. В зависимости от того, были или нет страховые выплаты, КБМ водителя увеличивается или уменьшается и используется для вычисления стоимости нового полиса.

Когда КБМ не применяется либо равен 1. Если водитель страхуется впервые, его КБМ принимается равным 1, то есть не влияет на стоимость полиса.

Такое может произойти при смене фамилии или водительского удостоверения. Когда водитель получает новое удостоверение, он должен сообщить о замене в страховую компанию и получить новый страховой полис с актуальными данными. Если этого не сделать, при наступлении страхового случая страховая компания может отказать в выплате: формально в полисе указан другой водитель с другим номером прав.

Еще КБМ может «обнулиться» — стать равным значению КБМ нового водителя. Такое происходит, если страховщик ошибся или несвоевременно внес данные в единую базу. Чтобы избежать таких ситуаций, лучше следить за своим КБМ через онлайн-сервис.

Раньше КБМ мог «обнулиться» еще по одной причине — если водитель не заключал договоры страхования за предыдущий период. Так, те, кто часто попадали в аварии, по истечении одного года могли вновь получить полис ОСАГО по номинальной стоимости. Сейчас полученный КБМ можно снизить только безаварийным вождением.

Откуда берут данные для расчета

Когда водитель получает свои первые права, страховая компания присваивает ему КБМ, равный 1. Если бы водитель всегда страховался в той же компании, страховая могла бы сама определить КБМ водителя через год. Но водители могут менять страховую компанию или страховать разные автомобили у разных страховщиков. На этот случай ввели единую базу.

База КБМ АИС РСА — часть автоматизированной информационной системы Российского союза автостраховщиков — хранит историю страхования по каждому водителю. В эту базу попадают данные об оформлении новых страховых полисов ОСАГО из всех страховых компаний, информация о страховых случаях и выплатах, в которых указанный водитель был признан виновником. Эти данные учитывают при расчете КБМ водителя. Данные в АИС РСА могут вносить только страховые компании.

Справка о безаварийной езде — документ, который использовался ранее, когда водитель менял одну страховую компанию на другую. С появлением АИС РСА страховые компании стали запрашивать эти данные самостоятельно.

До появления единой базы эта справка требовалась в новой страховой компании, чтобы верно рассчитали КБМ. Справку о безаварийной езде или о наличии страховых выплат выдавала прежняя страховая компания.

Если водитель предоставил недостоверные сведения при отсутствии технической возможности получения их из базы. Сейчас сложно представить, что страховая выпишет полис без проверки КБМ водителя или собственника по базе РСА. Чтобы оформить полис, страховая компания должна сделать запрос в электронную базу РСА.

Но если водитель по какой-то причине предоставит на оформлении поддельное водительское удостоверение или другие данные, по которым нет истории страхования в базе, ему назначат КБМ в размере 1 — как новому водителю. Но при первом же ДТП при проверке в ГИБДД номера прав страховку признают недействительной, а случай — нестраховым, потому что страхователь предоставил страховщику ложные данные.

Как считается КБМ при оформлении ОСАГО

Раз в год 1 апреля КБМ водителя пересчитывается. Новый КБМ зависит от количества страховых случаев за прошлый год. Но есть и исключения: из-за перехода в 2019 году к новой системе расчета для некоторых пограничных случаев КБМ рассчитывается сложнее. Например, если вы целый год не страховались, то КБМ будет рассчитан с учетом истории страхования, а не обнулится.

Если вы уже страховались после 1 апреля 2019 года, значит, КБМ по новой формуле уже рассчитан. При оформлении страховки на следующий год КБМ можно узнать по таблице.

Таблица КБМ показывает, как изменяется КБМ. Для вычисления КБМ водителя нужно знать две вещи:

КБМ водителя на следующий страховой период находится на пересечении КБМ на начало предыдущего периода и количества страховых случаев.

Чем меньше КБМ, тем больше скидка. Например, КБМ 0,7 соответствует скидка 30%.

Источник