144-169 Flashcards
(26 cards)
Šta je prečišćavanje sheme? Kako se odvija?
Kada prebacujemo podatke iz konceptualnog u logički model, može da se desi da ne uočimo neke
redundantnosti ili da smo propustili neku važnu osobinu da prenesemo.
Pri prečišćavanju sheme: analiziramo dobijeni logički model; za sve pojedinačne elemente
proveravamo usklađenost sa osnovnim konceptima odgovarajućeg modela podataka; po potrebi
uvodimo izmene u model; vodimo računa o (funkcionalnim) zahtevima.
Osnovni cilj je dosledno i potpuno usklađivanje modela sa modeliranim domenom, poznatim
zahtevima i teorijskim modelom baze podataka
Objasniti probleme koji nastaju usled redundantnih podataka.
- Redundantno čuvanje podataka – neki podaci se ponovljeno čuvaju, pa više kopija istog
podatka nepotrebno opterećuje prostorne kapacitete - Anomalije ažuriranja – ako se jedna kopija ponovljenog podatka ažurira, baza podataka će
biti nekonzistentna ako se ne ažuriraju i ostale kopije - Anomalije dodavanja – zapisivanje nekih podataka može da dovodi do nekonzistentnosti
ako se ne zapišu još neki dodatni podaci - Anomalije brisanja – brisanje nekih podataka može da dovodi do nekonzistentnosti ako se
ne obrišu još neki podaci
Kakva je uloga nedefinisanih vrednosti u rešavanju problema
redundantnosti.
Nedefinisane vrednosti mogu da pomognu u rešavanju nekih anomalija dodavanja i brisanja. Ako
moramo da dodamo podatak a ne znamo druge potrebne podatke, onda možemo da navedemo
nedefinisane vrednosti. Ako hoćemo da obrišemo neke redundantne podatke, a da ne brišemo cele
redove, onda možemo da umesto brisanja upišemo nedefinisane vrednosti.
Objasniti postupak dekompozicije kao alat za otklanjanje
redundantnosti.
Redundantnost se pojavljuje na mestima na kojima postoje ne sasvim prirodne veze između
atributa. Uobičajeno i ispravno sredstvo za rešavanje redundantnosti je dekompozicija. Ideja je da
se jedna relacija sa mnogo atributa zameni većim brojem relacija sa po manje atributa
Šta su funkcionalne zavisnosti i zašto su važne za projektovanje
baza podataka?
Funkcionalna zavisnost je odnos između dva skupa atributa na skupu torki jedne relacije. Neka je R
relacija i neka su X i Y neprazni skupovi atributa relacije R. Kažemo da skup torki r relacije R
zadovoljava funkcionalnu zavisnost X→Y akko za svaki par torki t1 i t2 iz r važi:
t1.X = t2.X => t1.Y = t2.Y
Ako govorimo o relacijama, onda imamo tranziciju pojmova: umesto da uočavamo zavisnosti na
konkretnim podacima, mi ćemo da propisujemo da je sadržaj relacije ispravan akko ga čini skup
redova za koji važe date funkcionalne zavisnosti. FZ na nivou relacije predstavlja pravilo
integriteta.
Značaj FZ je višestruk. Postojanje složenih FZ može da ukaže na redundantnosti. Postojanje FZ
garantuje da se relacija može dekomponovati bez gubitka informacija.
Navesti i objasniti osnovne osobine („aksiome“) funkcionalnih
zavisnosti.
Aksiome izvođenja FZ – za sve skupove atributa X, Y, Z neke relacije važe:
1. refleksivnost: X→X tj. Y X => X→Y
2. proširivost: X→Y => (Z) XZ→Y tj. X→Y => (Z) XZ→YZ
3. tranzitivnost: X→Y ∧ Y→Z => X→Z
Objasniti odnos funkcionalnih zavisnosti i integriteta ključa.
Koncept integriteta u relacionom modelu je tesno povezan sa funkcionalnim zavisnostima.
Skup atributa X relacije R je natključ akko je X+=Attr(R). Natključ X relacije R je ključ-kandidat
akko za svaki drugi natključ Y važi: Y
X =>Y=X. Uslovu ključa odgovara FZ oblika:
{atributi ključa} → {svi ostali atributi}. Ovo je problematično ako ključ sadrži atribute koji mogu
da imaju nedefinisane vrednosti. FZ se definišu na poređenju tj. ako su jednaki ključevi, onda su
jednaki i ostali atributi. Zbog toga se integritet jedinstvenosti entiteta definiše da predstavlja
dodatno proširenje i formalizaciju integriteta ključa. Integritet jedinstvenog ključa je potencijalno
slabiji oblik jedinstvenosti od integriteta primarnog ključa.
Objasniti odnos funkcionalnih zavisnosti i potpunosti
dekompozicije.
Dekompozicija je potpuna ako garantuje da će odgovarajuće relacije uvek sadržati sve one
informacije koje bi sadržala polazna relacija. Potpunost se formalizuje preko rekonstruktibilnosti.
Potpuna dekompozicija može da se svede na očuvanje FZ. Dekompozicija čuva FZ ako se iz FZ na
dekomponovanim relacijama mogu rekonstruisati sve FZ na polaznoj relaciji.
Teorema: Ako dekompozicija čuva FZ, onda je ona potpuna.
Objasniti odnos problema redundantnosti i konceptualnog modela
baze podataka.
Neke zavisnosti nisu očigledne u konceptualnom modelu. Posledica je da nakon prevođenja može
da se dobije logički model u kome postoji redundantnost. Redundantnost se jasnije uočava tek kada
se u model uvedu i ključevi vezanih relacija. Da bi se redundantnosti videle u konceptualnom
modelu, model bi morao da se neprekidno posmatra kritički i pri tome deo po deo „prevodi“ u
relacioni tj. logički model. To nije ostvarivo pre integrisanja pogleda, a radi se retko i nakon
integrisanja pogleda.
ta su normalne forme? Objasniti suštinu pojma i njegov značaj za
projektovanje baza podataka.
Normalne forme su specifični oblici relacija koji zadovoljavaju određena pravila u vezi
funkcionalnih zavisnosti, koji zato garantuju da u relaciji neće biti redundantnosti određenog tipa.
Navesti poznate normalne forme u uobičajenom redosledu. Šta
predstavlja taj redosled?
Većina normalnih formi mogu da se poređaju tako da naredna podrazumeva sve prethodne.
1NF → 2NF → 3NF → EKNF → BCNF → 4NF → ETNF → RFNF → SKNF → 5NF → DKNF
Objasniti normalne forme 1NF, 2NF i 3NF.
1NF. Relacija je u prvoj normalnoj formi ako svaki atribut može da ima samo atomične vrednosti.
2NF. Relacija je u drugoj normalnoj formi ako je u prvoj normalnoj formi i ako nijedan neključan
atribut nije funkcionalno zavisan od nekog pravog podskupa atributa nekog kandidata za ključ.
Suština je da u slučaju složenog ključa svi ostali atributi zavise od celog ključa a ne od nekog
njegovog dela. Narušavanje 2NF ukazuje na neispravno grupisanje atributa u relacije. Dopušta da u
relaciji postoje dva ključa kandidata, kao i tranzitivne zavisnosti.
3NF. Ako je R relacija i X neki podskup njenih atributa i A neki atribut relacije R, onda je R u trećoj
normalnoj formi akko za svaku FZ X→A na relaciji R važi jedno od: A
X; X je natključ; ili A je deo
nekog ključa relacije. Relacija je u 3NF akko je u 2NF i svaki neključan atribut je netranzitivno
zavisan od svakog ključa. Svaki neključnmi atribut može da predstavlja samo dodatni opis nekog
ključa tj. nema tranzitivnih zavisnosti među neključnim atributima. Moguća narušavanja 3NF: X je
podskup nekog ključa K; X nije ni podskup ni nadskup nijednog ključa. Narušavanje 3NF ukazuje
da je u relaciji modelirano više relativno nezavisnih FZ.
- Objasniti normalnu formu elementarnog ključa i BCNF. U čemu je
njihov značaj? Navesti primer relacije koja je u EKNF a nije u BCNF.
EKNF (NFEK). Relacija je u normalnoj formi elementarnog ključa ako je u 3NF i akko za svaku
elementarnu FZ X→Y na relaciji R važi jedno od: X je ključ; ili Y je elementarni ključ ili deo
elementarnog ključa. FZ X→Y je elementarna akko ne postoji FZ Z→Y, ni za koji pravi podskup
atributa Z
X. Ključ je elementaran ako je polazište bar jedne elementarne funkcionalne zavisnosti.
BCNF. Ako je R relacija i X neki podskup njenih atributa i A neki atribut relacije R, onda je R u
Bojs-Kodovoj normalnoj formi akko za svaku FZ X→A na relaciji R važi jedno od: A
X; ili X je
natključ. Svaki atribut relacije je ili deo ključa ili zavisi od celog ključa. Ne postoje zavisnosti među
neključnim atributima ni tranzitivne zavisnosti. Relacije koje su u 3NF najčešće zadovoljavaju i
BCNF.
Primer: Relacija PrijavaIspita(student, ispitni rok, predmet), ključ je {student, ispitni rok}.
Zavisnosti: {student, ispitni rok} → {predmet} i {predmet} → {ispitni rok}.
=> relacija nije u BCNF (ispitni rok zavisi od predmeta a predmet nije deo ključa);
relacija jeste u NFEK (prva FZ je od celog ključa, druga je prema delu ključa → obe su
elementarne)
Značaj NFEK je u tome što neke relacije ne mogu da pređu put od 3NF do BCNF a da se očuvaju
sve zavisnosti, ali mogu da dođu bar do NFEK.
Koje normalne forme se definišu na osnovu funkcionalnih
zavisnosti?
1NF, 2NF, 3NF, EKNF i BCNF
Objasniti ograničenja funkcionalnih zavisnosti. Kako se
prevazilaze?
FZ opisuju zavisnosti koje imaju oblik funkcije (preslikavanja). To nije dovoljno za opisivanje svih
zavisnosti u nekom posmatranom domenu ili u BP koja ga modelira. FZ jesu dovoljan uslov, ali ne i
neophodan uslov za potpunu dekompoziciju. Prevazilaze se višeznačnim zavisnostima.
Šta su višeznačne zavisnosti? U čemu je njihov značaj?
Višeznačne zavisnosti se uvode zato što FZ nisu dovoljne da opišu sve redundantnosti. Ideja je da
svaka vrednost jednog skupa atributa X određuje skup vrednosti drugog skupa atributa Y. FZ su
specijalan slučaj VZ kada je svaki zavisan skup jednočlan.
Def Između skupa atributa X i zavisnog skupa atributa Y relacije R (gde su X,Y
Attr(R) i
Z=Attr(R)\XY) postoji VZ, X→→Y, akko za svake dve torke t1 i t2 iz R takve da je t1[X]=t2[X]
postoji torka t3 takva da je t3[X]=t1[X]=t2[X] i t3[Y]=t1[Y] i t3[Z]=t2[Z].
Za svaku izabranu vrednost atributa iz X, vrednosti iz Y su nezavisne od vrednosti iz Z tj. zavise
samo od X.
Navesti i objasniti osnovne osobine višeznačnih zavisnosti
X, Y, W, Z su skupovi atributa na R takvi da je W=Attr(R)\XY
* Komplementarnost – ako važi X→→Y onda važi i X→→W
* Refleksivnost – ako važi Y
X onda važi i X→→Y
* Proširivost – ako važi X→→Y onda važi i XZ→→YZ
* Tranzitivnost – ako na R važi X→→Y i Y→→Z onda važi i X→→Z\Y
Kakav je odnos višeznačnih zavisnosti i potpunosti
dekompozicije?
Teorema: Neka su X, Y, Z neprazni skupovi atributa relacije R, i pri tome je Z=Attr(R)\XY. Onda na
relaciji R važi jednakost R=R[XY]*R[XZ] akko važi VZ X→→Y.
Ekvivalnetno, relacije R se može potpuno dekomponovati na R[W] i R[Q] akko važi VZ:
W∩Q→→W\Q. Zbog ove ekvivalencije je ustanovljavanje VZ dovoljan i neophodan uslov za
potpunu dekompoziciju jedne relacije na dve manje relacije
Šta su zavisnosti spajanja i u čemu je njihov značaj?
Neka su X1, X2,…, Xn skupovi atributa relacije R, čija je unija upravo Attr(R). U relaciji R važi
zavisnost spajanja, u oznaci {X1, X2,…, Xn} akko je: R=R[X1]R[X2]…R[Xn]. Zavisnosti spajanja
su definisane tako da predstavljaju najopštiji mogući oblik zavisnosti – neophodan i dovoljan za
potpunu dekompoziciju.
Koje normalne forme se definišu na osnovu višeznačnih
zavisnosti?
4NF, ETNF, RFNF, SKNF, 5NF i DKNF.
Objasniti 4NF. Kako se definiše i zašto je značajna?
Relacija je u 4NF akko za svaku višeznačnu zavisnost X→→Y važi da je X ključ ili natključ. Ako
relacija ne zadovoljava 4NF, to znači da se može definisati kao rezultat spajanja dveju
jednostavnijih relacija. Nezadovoljavanje 4NF može da dovede do drastičnog narušavanja
performansi, zbog značajnog povećavanja broja redova u konkretnim tabelama
Objasniti 5NF. Kako se definiše i zašto je značajna?
Relacija R je u 5NF akko je svaka netrivijalna zavisnost spajanja implicirana ključevima kandidata.
Zavisnost spajanja je implicirana ključevima akko svaka komponenta zavisnosti spajanja
predstavlja natključ relacije. Poznata je i pod imenom Normalna forma projektivnog spajanja
Koje normalne forme su između 4NF i 5NF? Kako se definišu i u
čemu je njihov značaj?
ETNF (NFET). Relacija zadovoljava normalnu formu esencijalnih torki akko svaka torka ove
relacije mora da bude esencijalna. Torka je esencijalna akko nije ni potpuno ni delimično
redundantna. Torka t je potpuno redundantna u relaciji R akko postoji neki skup torki S relacije R
takav da se primenom FZ i pravila integriteta na taj skup može logički dokazati da torka t mora da
postoji u relaciji R. Torka t je delimično redundantna u relaciji R akko u istoj relaciji postoji FZ
X→A i torka q takva da su im projekcije na X jednake. Neka je relacija R određena samo FZ i
zavisnostima spajanja. Relacija R je u NFET akko je u BCNF i svaka zavisnost spajanja ima neku
komponentu koja je natključ. Osnovni značaj je to što je niža forma od 5NF i u potpunosti eliminiše
redundantne torke.
RFNF (NFBR). Relacija R zadovoljava normalnu formu bez redundantnosti akko ne može da
postoji instanca relacije koja sadrži neku torku t i neki atribut A tako da je par (t,A) redundantan.
Vrednost atributa neke torke je redundantna ako u toj relaciji ne može da se zameni samo ta jedna
vrednost a da relacija i dalje ostane ispravna.
SKNF (NFNK). Relacija R zadovoljava normalnu formu natključeva akko je svaka komponenta
svake nereducibilne zavisnosti spajanja natključ. Zavisnost spajanja je nereducibilna ako nepostoji
podskup njenih komponenti koji određuje zavisnost spajanja.
Objasniti normalnu formu domena i ključa i 6NF. U čemu je razlika?
DKNF (NFDK). Relacija zadovoljava normalnu formu domena i ključeva akko u njoj ne postoje
drugi uslovi i ograničenja osim uslova domena i uslova ključa. Uslovi domena propisuju dopuštene
vrednosti atributa, a uslovi ključa predstavljaju jedine dopuštene FZ.
6NF. Relacija je u 6NF akko ne zadovoljava nijednu zavisnost spajanja tj. akko ne postoji potpuna
dekompozicija. To znači da je u 5NF i sadrži primarni ključ i najviše još jedan dodatni atribut koji je
FZ od ključa.
6NF nije sasvim u skladu sa NFDK. Problem je u razbijanju na trivijalne relacije, jer se gubi
mogućnost elementarne provere potpunosti entiteta.
