Способ организации и проектирования базы данных в доменно-ключевой нормальной форме

(51) 06 17/00 (2006.01) 06 17/30 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ В ДОМЕННО-КЛЮЧЕВОЙ НОРМАЛЬНОЙ ФОРМЕ(57) Изобретение относится к области организации и проектирования баз данных и может использовано при создании и сопровождении баз данных. Достигаемый технический результат гарантированно безаномальная структура базы данных по модификациям, повышение уровня расширяемости (модифицируемости) структуры базы данных автоматизация процесса проектирования базы данных, сокращение времени проектирования базы данных. Предлагаемый эффективный способ организации базы данных включает использование только двух типов отношений (таблиц) данных в доменноключевой нормальной форме отношения-сущности и отношения-связывания,имеющих только функциональные зависимости атрибутов от ключей,а способ проектирования структуры базы данных включает формирование структуры отношенийсущностей и отношений-связываний, основанное на обработке описаний сущностей предметной области с множеством собственных и ссылочных атрибутов,и включающее операции по выделению ссылочных атрибутов сущностей в отдельные отношениясвязывания. Изобретение относится к области организации и проектирования баз данных и может быть использовано при создании и сопровождении баз данных. Известны ряд способов организации и проектирования баз данных, в основе которых лежат использование индексных файлов. БАЗА ДАННЫХ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ БАЗЫ ДАННЫХ (ВАРИАНТЫ)/ Евразийский Патент 005641, опубл. 2005.04.28,КОППЕРАЙ ЛИМИТЕД , Поли Дункан Гюнтер. Предлагается база данных, отличающаяся тем,что индекс базы данных выполнен в виде иерархической структуры узлов,которые передвигаются между объектами базы данных во время поиска до тех пор, пока не будет получен конечный набор данных, при этом структура организована таким образом, что ключевая информация, относящаяся к узлам, выводится из положения узла в структуре. Недостатком данного способа организации базы данных является отсутствие связи с логической организацией базы данных, т.е. в способе представлена только физическая организация базы данных. СПОСОБ И СИСТЕМА ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ/ Патент РФ 2386166, /Авторы Кобзев Виктор Анатольевич,Стрекоз Валерий Борисович, Воронин Игорь Сергеевич, Бондаренко Андрей Григорьевич,Патентообладатель(и) Открытое Акционерное общество Таганрогский Авиационный научнотехнический комплекс им. Г.М. Бериева. Изобретение относится к области информационных технологий для создания, сопровождения, анализа и использования баз данных. Техническим результатом является повышение быстродействия и достоверности обработки данных с применением упрощенного языка, а также поддержания базы знаний в актуальном состоянии. В способе и системе базу знаний формируют в виде трехмерного информационного пространства, в котором данные о документе или его части определяют в кластер или кластеры, образованные единичными отрезками(ортами) характеристических признаков. Полный идентификационный номер документа формируют из кодов орт составляющих характеристических признаков и идентификационного номера документа. Производят анализ каждого кластера на полноту определения ограниченной им сферы деятельности содержащимися в кластере документами. Результат анализа заносят в этот же кластер. Поиск и анализ данных производят как с помощью формирования и обработки запроса, так и в обратном направлении с помощью подготовки базы данных для ожидаемого пользователя. Данный способ организации базы данных является специализированным,ориентированным на организацию и хранение нормативной документации. СПОСОБ ОБОБЩННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ДАННЫХ С УЧЕТОМ МОДИФИКАЦИИ СТРУКТУРЫ ХРАНИЛИЩА/ Панченко Борис 2 Евгеньевич / Патент 92248 С 2, опубл. 11.10.2010. Способ обобщенного размещения данных с учетом модификационности структуры хранилища,основанный на методе декартового перемножения суррогатных ключей классической реляционной модели. Состоит в том, что для каждой группы сущностей отводят в хранилище множество доменов-масок, каждому из которых присваивают,соответствующий ему по структуре,идентификационный ключ, создавая таким образом начальное множество доменов-масок. Осуществляют декартовое перемножение этих доменов между собой по принципу все на все и отбрасывают семантически не совместимые из полученных таблиц. Формируют логическую и физическую схемы, которые эквивалентны друг другу. Это дает возможность использовать реляционные возможности в физически распределенном хранилище данных, разнесенном на разные серверы. Техническим результатом, который достигается данным изобретением, является возможность решить вопрос стандартизации строения и оптимизации объединения различных хранилищ данных в единую информационную систему. В основу данного способа организации данных положен фактографический подход,основанный на анализе фактов предметной области. Недостатком данного способа является отсутствие, в способе критерия, семантического отбора не совместимых таблиц. Задачей изобретения является разработка способа организации и проектирования базы данных в доменно-ключевой нормальной форме(ДКНФ). Технический результат гарантированно безаномальная структура базы данных по модификациям, повышение уровня расширяемости(модифицируемости) структуры базы данных,автоматизация процесса проектирования базы данных, сокращение времени проектирования базы данных. Технический результат достигается за счет специальной организации структуры базы данных,использующей только два типа отношений(таблиц),а именно, отношения-сущности и отношениясвязывания, которые должны находиться в доменноключевой нормальной форме (ДКНФ), что обеспечивает отсутствие аномалий при модификации данных, позволяет повысить степень расширяемости структуры базы данных,автоматизировать процесс проектирования баз данных, сократить время проектирования базы данных. Определим расширяемость структуры БД как количество вносимых модификаций БД без их влияния на существующие отношения БД, т.е. чем больше количество модификаций БД без их влияния на существующие отношения БД, тем выше расширяемость структуры БД. И наоборот, чем больше количество вносимых модификаций БД,влияющих на существующие отношения БД, тем ниже расширяемость структуры БД так как, тем больше необходимость внесений изменений в существующие приложения и больше вероятность внесений ошибок в систему. Свойство расширяемость структуры БД является очень важным для продления периода эксплуатации информационной системы при будущих изменениях или дополнениях требований предметной области. Отношение находится в ДКНФ, если каждое ограничение целостности отношения является следствием ограничений целостности доменов и ключей. В ДКНФ используются три термина ограничение, ключ и домен. Ограничение - это правило, регулирующее возможные статические значения атрибутов и достаточно точное для того, чтобы было установить,выполняется оно или нет. Ключ - уникальный идентификатор кортежа отношения. Домен - это описание допустимых значений атрибута. Если все отношения базы данных находятся в ДКНФ, то операции модификации в базе данных никогда не приведут к аномалиям. Исходным, для проектирования предложенной структуры базы данных, является множество сущностей предметной области, описание каждой из которых включает- Множество собственных атрибутовнабор атрибутов только одной сущности- Множество ссылочных атрибутов - набор атрибутов, состоящий только из идентификаторов сущностей или ключей других сущностей(вторичные ключи)- Множество дополнительных атрибутовна бор атрибутов, служащие для отображения дополнительной необходимой информации согласно предметной области- Идентификатор или ключ данной сущности. В предлагаемой структуре базы данных введены два вида отношений- Отношение-Сущность - это отношение отражает одну конкретную сущность предметной области и состоит только из множества собственных атрибутов и первичного ключа, которые описывают сущность- Отношение-Связывание - это отношение связывает отношения-сущности между собой и состоит из множества ссылочных атрибутов,являющихся ключами связываемых отношенийсущностей, а также при необходимых требованиях предметной области может иметь множество дополнительных атрибутов ключом отношениясвязывания является все множество ссылочных атрибутов. По существу Отношение-связывания является индексным файлом, представляющим многозначные зависимости между Отношениями-сущностями. Таким образом, предлагается использование индексных файлов на уровне логической структуры базы данных. Каждое отношение-сущность и каждое отношение-связывание должно находиться в ДКНФ,а именно, в каждом таком отношении должны присутствовать только функциональные зависимости атрибутов от ключа отношения, что гарантирует отсутствие аномалий модификаций в базе данных. Способ проектирования предлагаемой структуры базы данных следующий 1) производится попарное сравнение сущностей, и помножеству их атрибутов и если в наборе атрибутов сущности , существует ссылочный атрибут сущности , то необходимо удалить данный ссылочный атрибут из множества атрибутов . Связь между сущностямииреализуется с помощью введения отношения-связывания, которое включает ключи связываемых отношений , а также множество дополнительных атрибутов, наличие которого зависит от конкретных требований предметной области. 2) Шаг 1 повторяется до тех пор, пока не будут сформированы отношения-сущности и отношениясвязывания, удовлетворяющие требованию ДКНФ(присутствия только функциональной зависимости атрибутов от ключа отношения, что получается,если отношение-сущность будет состоять из первичного ключа и собственных атрибутов, а отношение-связывания - из ключей связываемых отношений и дополнительных атрибутов). Данный способ проектирования полностью автоматизируем, и позволяет сократить время проектирования баз данных. Вместе с тем предлагаемая организация структуры базы данных позволяет повысить модифицируемость структуры базы данных. Возможные виды модификации структуры базы данных добавление и удаление сущностей например, внесение нового отношения-сущности может привести только к добавлению новых отношений-связываний. Аналогично с удалением отношений-сущностей. Эти операции не затрагивают коррекцию существующих отношений базы данных, соответственно, обеспечивается высокий уровень расширяемости(модифицируемости) структуры базы данных. На фиг. представлен пример структуры базы данных конкретной предметной области с использованием предлагаемого способа организации базы данных. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ проектирования базы данных в доменноключевой нормальной форме, отличающийся тем,что используют два типа отношения (таблиц) данных в доменно-ключевой нормальной форме отношения-сущности и отношения-связывания при этом проектирование структуры базы данных включает формирование структуры отношенийсущностей и отношений-связываний, основанной на обработке описаний сущностей предметной области с множеством собственных и ссылочных атрибутов,и включающими операции по выделению ссылочных атрибутов сущностей в отдельные отношения-связывания.