Cvičení předmětu KIV/DB1
6. týden výuky, cvičící: Ing. Tomáš Kotouč

Procvičování ERA modelů, Funkční závislost a multizávislost.

Doposud jsme se bavili o vztahu mezi několika tabulkami, jak na sebe tabulky vážou (1:1, 1:N, M:N) a jaké mají atributy. Nyní se budeme bavit o tom, že i mezi atributy je jistý vztah, který v určitých případech vede k rozkladu tabulky na více tabulek.

Základní pojmy potřebné pro pochopení Normálních forem:

• Funkční závislost
  • Máme relaci R a v ní dvě množiny atributů A a B, pak existuje funkční závislost B na A, jestliže jedné A-hodnotě se přiřadí nejvýše jedna B-hodnota.
  • Máme tabulku, ve které evidujeme rozvrh malé vysoké školy, kde každý předmět je učen právě jedním učitelem a každý učitel je natolik vytížen, že učí jen jeden předmět:
    
    

    Předmět Učitel Kroužek Místnost Čas Matematika Novák A4-01 PC406 Út3 Matematika Novák A4-01 UL411 Po9 Matematika Novák E3-15 PC406 Út3 Matematika Novák E3-15 UL411 Po9 Dějepis SUKOVÁ S1-07 AM701 St5 Dějepis SUKOVÁ A4-01 AM701 St5 Dějepis SUKOVÁ S1-87 AM701 St5 Dějepis SUKOVÁ K3-05 AM701 St5

    {Místnost,Čas} » {Učitel} {Místnost,Čas} » {Předmět} {Učitel} » {Předmět} {Předmět} » {Učitel}

    
    
  • Z ukázky dat (relace) nelze dokázat, že platí nějaká funkční závislost (nemusí být zobrazeny některé možnosti, které potom vedou k tomu, že funkční závislost mezi určitými množinami atributů neexistuje), ale naopak negativní fakta mohou být z dané relace zjistitelná, tvoří totiž protiklad. Kladná fakta víceméně určíme z obecných znalostí a podmínek, které se daného případu týkají.

  • Atribut Učitel je funkčně závislý na množině atributů {Místnost-Čas}, protože pro každou hodnotu množiny atributů {Místnost-Čas} existuje nejvýše jedna hodnota atributu Učitel. To jinými slovy znamená, že v jedné místnosti ve stejnou dobu nemohou učit dva učitelé.
  • Atribut Předmět je funkčně závislý na množině atributů {Místnost-Čas}.
  • Atribut Předmět je funkčně závislý na atributu Učitel. To by obecně platit nemuselo protože jeden učitel je schopen učit i více předmětů, ale mi to máme v úvodní podmínce a tak to platí.
  • Atribut Učitel je funkčně závislý na atributu Předmět.
  • Ale atribut Učitel není funkčně závislý na atributu Místnost, protože v jedné místnosti je možné učit obecně několik předmětů, přestože to z našich dat není na první pohled vidět. Může existovat samozřejmě výjimka, typu např. chemické laboratoře, kde se bude učit jen chemie, ale obecně to neplatí a to je důležité.
  • Atribut Učitel není funkčně závislý na atributu Čas.
  • Atribut Učitel není funkčně závislý na atributu Kroužek.
  • Atribut Předmět není funkčně závislý na atributu Kroužek.
  • Atribut Předmět není funkčně závislý na atributu Místnost.
  • Atribut Předmět není funkčně závislý na atributu Čas.
  • Atribut Kroužek není funkčně závislý na atributu Předmět.
  • Atribut Kroužek není funkčně závislý na atributu Učitel.
  • Atribut Kroužek není funkčně závislý na atributu Místnost.
  • Atribut Kroužek není funkčně závislý na atributu Čas.
  • Atribut Místnost není funkčně závislý na atributu Předmět.
  • Atribut Místnost není funkčně závislý na atributu Učitel.
  • Atribut Místnost není funkčně závislý na atributu Kroužek.
  • Atribut Místnost není funkčně závislý na atributu Čas.
  • Atribut Čas není funkčně závislý na atributu Předmět.
  • Atribut Čas není funkčně závislý na atributu Učitel.
  • Atribut Čas není funkčně závislý na atributu Kroužek.
  • Atribut Čas není funkčně závislý na atributu Místnost.

• Multizávislost
  • Máme relaci R a v ní dvě množiny atributů A a B, pak existuje multizávislost B na A, jestliže jedné A-hodnotě se přiřadí několik B-hodnot.
  • Máme tabulku, ve které evidujeme modely aut, v jaké zemi se vyrábějí a kolik mají jejich motory válců.
  • Platí zde jedno pravidlo: model se vyrábí ve všech státech ve všech verzích motorů.
    
    

    Model	Země	Počet válců
    Mustang	USA	4
    Mustang	USA	6
    Mustang	Kanada	4
    Mustang	Kanada	6

    
    
  • Atribut Počet válců multizávisí na atributu Model.
  • Tuto tabulku lze rozdělit na dvě tabulky:
    
    

    Model Země Mustang USA Mustang Kanada

    1:N

    Model Počet válců Mustang 4 Mustang 6

    
    
  • Když nyní přidáme např. model Škoda vyráběný v ČR se 4 válci, projeví se to v původní i nových tabulkách takto:
    
    

    Model Země Počet válců Mustang USA 4 Mustang USA 6 Mustang Kanada 4 Mustang Kanada 6 Škoda ČR 4

    Model Země Mustang USA Mustang Kanada Škoda ČR

    1:N

    Model Počet válců Mustang 4 Mustang 6 Škoda 4

    
    
  • Když nyní začneme v ČR model Škoda vyrábět i s 6 válci, projeví se to v původní i nových tabulkách takto:
    
    

    Model Země Počet válců Mustang USA 4 Mustang USA 6 Mustang Kanada 4 Mustang Kanada 6 Škoda ČR 4 Škoda ČR 6

    Model Země Mustang USA Mustang Kanada Škoda ČR

    1:N

    Model Počet válců Mustang 4 Mustang 6 Škoda 4 Škoda 6

    
    
    
  • Když nyní začneme v Japonsku vyrábět model Škoda, musíme ho vyrábět se 4 válci i s 6 válci. To se projeví v původní i nových tabulkách takto:
    
    

    Model Země Počet válců Mustang USA 4 Mustang USA 6 Mustang Kanada 4 Mustang Kanada 6 Škoda ČR 4 Škoda ČR 6 Škoda Japonsko 4 Škoda Japonsko 6

    Model Země Mustang USA Mustang Kanada Škoda ČR Škoda Japonsko

    1:N

    Model Počet válců Mustang 4 Mustang 6 Škoda 4 Škoda 6

    
    
  • Tento rozklad je velice výhodný, protože zmenšuje využívaný databázový prostor a zrychluje prohledávání v databázi. Tento rozklad je předmětem 4. normální formy, kterou probereme později.
  • Pokud by neplatila naše podmínka, tedy že by se v každé zemi nemuseli vyrábět modely se všemi verzemi motorů (např. Mustang se v Kanadě vyrábí jen ve verzi 4 válcové), potom by nešlo o multizávislost a nebyl by možný rozklad na dvě tabulky.

     

  • Při návrhu aplikace je tedy nutné se pořádně zamyslet, jaké omezující podmínky máme a co s nimi dokážeme provádět.