Базы данных лаборатории хлебной базы

Оглавление

Определения, обозначения и сокращения

Введение

. Техническое задание

.1 Основания для разработки

.2 Задание

. Технический проект

.1 Неформализованное описание предметной области

.2 Словарь понятий и терминов

.3 Структура таблиц базы данных

.4 Диаграмма сущность-связь для предметной области на логическом уровне

.5 Ограничения на связи между таблицами базы данных хлебной базы

.5.1 Функциональные зависимости для сущности groats

.5.2 Функциональные зависимости для сущности laborants

.5.3 Функциональные зависимости для сущности silo

.5.4 Функциональные зависимости для сущности transport

.5.5 Функциональные зависимости для сущности grain_elevator

.5.6 Функциональные зависимости для сущности reseivs

.5.7 Функциональные зависимости для сущности dispatch

.5.8 Функциональные зависимости для сущности analysis card

.5.9 Ограничения, накладываемые на связи между сущностями

. Проектирование оптимальной структуры базы данных методом синтеза

.1 Исходное множество функциональных зависимостей

.2 Неизбыточное покрытие множества ФЗ

.3 Леворедуцированное покрытие множества ФЗ

.4 Праворедуцированное покрытие множества ФЗ

.5 Минимальное покрытие

.6 Редуцированное минимальное кольцевое покрытие

. Оптимизация запросов к базе данных

.1 Статистика по таблицам базы данных

.2 Многотабличный запрос на выборку по условию

.2.1 Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры

.2.2 Исходное операционное дерево для запроса

.2.3 Оптимизированное операционное дерево для запроса

.2.4 Исходный запрос на языке SQL

.2.5 Оптимизированный запрос на языке SQL

.2.6 Расчет сложности запроса

.3 Многотабличный запрос на выборку по условию

.3.1 Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры

.3.2 Исходное операционное дерево для запроса

.3.3 Оптимизированное операционное дерево для запроса

.3.4 Исходный запрос на языке SQL

.3.5 Оптимизированный запрос на языке SQL

.3.6 Расчет сложности запроса

Заключение

Список использованных источников

Введение

В настоящее время базы данных различной архитектуры широко используются в большинстве организаций. База данных (БД) представляет собой организованную структуру, используемую для хранения данных, т.е. любых сведений о явлениях, процессах, действиях и т.д.

Компьютерные базы данных, компактные, удобные в работе и позволяющие достичь высочайших скоростей обработки информации, стремительно завоевывают популярность.

В зависимости от рода деятельности компании формируются ее требования к используемой базе данных.

1.  Техническое задание

1.1 Основания для разработки

Необходимо разработать базу данных, реализующую лабораторию хлебной базы. Основанием для разработки послужило задание на курсовую работу по дисциплине "Базы данных".

1.2 Задание

Спроектировать базу данных для лаборатории хлебной базы. Описать предметную область, разработать словарь понятий и терминов, построить систему функциональных зависимостей. Синтезировать схему базы данных на основании функциональных зависимостей (построение неизбыточного покрытия, построение леворедуцированного неизбыточного покрытия, построение праворедуцированного неизбыточного покрытия, построение классов эквивалентностей, построение минимального покрытия). Построить уточненную концептуальную модель в виде ER-диаграммы, запросы предметной области. Записать минимизированные запросы на языке SQL. Рассчитать сложность запросов.

2.  Технический проект

2.1    Неформализованное описание предметной области

Хлебная база представляет собой предприятие, основу деятельности которого составляет приемка, хранение и транспортировка круп различного вида и сорта. Крупы отличаются по названию, назначению (виду), сорту, году урожая и месту урожая. Крупы распределяются по партиям, каждая из которых включает крупу только определенного вида, сорта, года урожая и места урожая. Партии круп хранятся на элеваторах. Элеватор характеризуется определенным объемом вместимости и состоит из более мелких по объему хранилищ - силосов. В каждом силосе хранится только одна определенная партия крупы. Каждую партию крупы отправляют на анализ в лабораторию. Все виды лабораторных анализов круп осуществляют лаборанты. Каждый лаборант заполняет лабораторную карту для каждой партии крупы, в которой определяется принадлежность ее к сорту и назначению.

2.2    Словарь понятий и терминов

В описанной предметной области можно выделить следующие сущности:

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Groats» представлен в таблице 1.

Таблица 1  Крупа - Groats

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Название	Name	Овёс	Character
Назначение	Needs	Кормовой	Character
Сорт	Sort	3	Int
Год урожая	Year	2010	Int
Место урожая	Place	Курская область	Character
Номер партии	Num_part	12	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Silo» представлен в таблице 2.

Таблица 2  Силос - Silo

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер	Number_s	123	Int
Вместимость	Lim_weight_s	500	Int
Занято	Weight_s	100	Int
Какой крупой	Name_groat	Ячмень	Character
Какого типа	Type_groat	Пивоваренный	Character
Номер элеватора	Num_elev	1	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «grain_elevator» представлен в таблице 3.

Таблица 3  Элеватор - grain_elevator

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер	Number_el	2	Int
Вместимость	Lim_weight_el	10000	Int
Занято	Weight_el	5000	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Transport» представлен в таблице 4.

Таблица 4  Транспорт - Transport

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер	Num	14	Int
Смена	Hours	2	Int
Вместимость	Lim_weight_c	250	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Dispatch» представлен в таблице 5.

Таблица 5  Отправка - Dispatch

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер партии	Num_part	513	Int
Номер машины	Num_trans	16	Int
Пункт назначения	Destin	Щигры	Character
Смена	Hours	2	Int
Крупа	Name_groat	Рис	Character
Дата	Data	12.06.2010	Date

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Reseivs» представлен в таблице 6.

Таблица 6  Получение - Reseivs

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер партии	Num_part	156	Int
Номер машины	Num_trans	13	Int
Откуда	From	Черемисиново	Character
Смена	Hours	2	Int
Крупа	Name_groat	Пшеница	Character
Дата	Data	15.07.2010	Date
Номер силоса	Num_sil	516	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Analysis card» представлен в таблице 7.

Таблица 7  Анализная карточка - Analysis card

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Номер карточки	Num_card	1569	Int
Дата анализа	Date_an	13.08.2010	Date
Название крупы	name_groat	Овёс	Character
Смена	Type_groat	Продовольственный	Character
Крупа	Year	2009	Int
Дата	Place	Поныри	Character
Фамилия лаборанта	Lastname_lab	Меркулова	Character
Табельный номер	Tab_num_lab	164	Int

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Laborants» представлен в таблице 8.

Таблица 8  Лаборанты - Laborants

Наименование	Кратко	Значение	Тип (точность)
Табельный номер	Tab_num_lab	164	Int
Фамилия лаборанта	Lastname_lab	Меркулова	Character
Имя	Name	Галина	Character
Отчество	Secondname	Павловна	Character
Дата рождения	Birth_date	28.01.1976	Date

Словарь терминов для объектов и элементов данных таблицы «Current_elevator» представлен в таблице 9.

Таблица 9  Текущая заполненность элеваторов - Current_elevator

НаименованиеКраткоЗначениеТип (точность)
Дата	Date	12.01.2010	Date
Занято	Occupied	500	Int
Номер элеватора	Number_el	4	Int

2.3    Структура таблиц базы данных

Структура таблиц базы данных,включающая в себя поля, их размерность, тип и ключи таблиц, отображена в таблицах 10-25.

Структура таблицы Dispatch представлена в таблицах 10-11.

Таблица 10 

Таблица 11         Структура таблицы Dispatch

Название поля	Размер	Тип
NUM_PART	4	Integer
NUM_TRANS	4	Integer
DESTIN	40	Character
HOURS	4	Integer
NAME_GROAT	40	Character
DATA	10	Date

Таблица 12  Ключи в таблице Dispatch

Название	Тип	Выражение
num_part	Primary	num_part
num_trans	Regular	num_trans
hourrs	Regular	hours

Структура таблицы Silo представлена в таблицах 12-13.

Таблица 13  Структура таблицы Silo

Название поля	Размер	Тип
number_s	4	Integer
lim_weight_s	4	Integer
weight_s	Integer
name_groat	40	Character
type_groat	40	Character
num_elev	4	Integer
num_part	12	Integer

Таблица 14  Ключи в таблице Silo

Название	Тип	Выражение
num_sil	Primary	number_s
num_elev	Candidate	num_elev
num_part	Regular	num_part

Структура таблицы grain_elevator представлена в таблицах 14-15.

Таблица 15 

Таблица 15 Структура таблицы grain_elevator

Название поля	Размер	Тип
number_el	4	Integer
lim_weight_el	4	Integer

Таблица 16  Ключи в таблице grain_elevator

Название	Тип	Выражение
num_el	Primary	number_el

Структура таблицы Transport представлена в таблицах 16-17.

Таблица 17  Структура таблицы Transport

Название поля	Размер	Тип
num	4	Integer
hours	4	Integer
lim_weight_c	4	Integer

Таблица 18  Ключи в таблице Transport

Название	Тип	Выражение
numb	Primary	num
Hours	Regular	hours

Структура таблицы Receivs представлена в таблицах 18-19.

Таблица 19  Структура таблицы Receivs

Название поля	Размер	Тип
num_part	4	Integer
num_trans	4	Integer
from	40	Character
hours	4	Integer
name_groat	40	Character
dat	10	Date
num_sil	4	Integer

Таблица 20 

Таблица 20 Ключи в таблице Receivs

Название	Тип	Выражение
num_sil	Regular	num_sil
num_part	Primary	num_part
num_trans	Regular	num_trans
hours	Regular	hours

Структура таблицы Groats представлена в таблицах 20-21.

Таблица 21  Структура таблицы Groats

Название поля	Размер	Тип
nam	40	Character
needs	40	Character
sort	4	Integer
place	40	Character
num_part	4	Integer

Таблица 22  Ключи в таблице Groats

Название	Тип	Выражение
num_part	Primary	num_part

Структура таблицы Laborants представлена в таблицах 22-23.

Таблица 23  Структура таблицы Laborants

Название поля	Размер	Тип
tab_num	125	Integer
lastname	40	Character
name	40	Character
secondname	40	Character
birth_date	10	Date

Таблица 24  Ключи в таблице Laborants

Название	Тип	Выражение
tab_num	Primary	tab_num

Структура таблицы current_elevator представлена в таблицах 24-25.

Таблица 25  Структура таблицы current_elevator

Название поля	Размер	Тип
data	10	Date
occupied	4	Integer
number_el	4	Integer

Таблица 26  Ключи в таблице current_elevator

Название	Тип	Выражение
data	Primary	data
num_el	Regular	number_el

2.4    Диаграмма сущность-связь для предметной области на логическом уровне

Диаграмма сущность-связь для предметной области базы данных лаборатории хлебной базы, разработанная с помощью ErWIN, показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Диаграмма сущность-связь

.5      Ограничения на связи между таблицами базы данных хлебной базы

2.5.1           Функциональные зависимости для сущности groats

Нельзя, чтобы одна партия зерна содержала зерно разного вида;

Num_part->nam;

Нельзя, чтобы одна партия зерна содержала зерно разного типа;

Num_part->needs;

Нельзя, чтобы одна партия зерна содержала зерно разного сорта;

Num_part->sort

Нельзя, чтобы одна партия зерна содержала зерно из различных мест сбора урожая;

Num_part->place;

Нельзя, чтобы одна партия зерна содержала зерно разного года сбора урожая;

Num_part->year;

2.5.2           Функциональные зависимости для сущности laborants

У разных лаборантов не может быть один и тот же табельный номер;

Tab_numb->lastname, name, secondname, birthdate

2.5.3           Функциональные зависимости для сущности silo

Нельзя, чтобы в 1 и том же силосе хранилась крупа более чем одного сорта;

Num_sil->sort_groat

Нельзя, чтобы в 1 и том же силосе хранилась крупа более чем 1 назначения;

Num_sil->needs

Нельзя, чтобы в 1 и том же силосе хранилась крупа более чем 1 типа.

Num_sil->type_groat

2.5.4           Функциональные зависимости для сущности transport

Одна и та же машина не может иметь разную предельную вместимость;

Num->lim_weight_c

Одна и та же машина не может работать одновременно в разные смены;

Num->hours

2.5.5           Функциональные зависимости для сущности grain_elevator

Один и тот же элеватор не может иметь различный предельный объем заполнения

Number_el->lim_weight_el

Один и тот же элеватор не может иметь в один и тот же момент времени различный объем фактического заполнения

Number_el-> weight_el

2.5.6          

2.5.6  Функциональные зависимости для сущности reseivs

Одна и та же машина не может привозить разные партии зерна;

Num_part->num_trans

Нельзя, чтобы 1 и та же машина привозила в один и тот же день партии крупы разного вида;

Num_part, Num_trans, data->name_groat

Нельзя, чтобы 1 и та же машина привозила в один и тот же день партии крупы из разных мест сбора урожая;

Num_part, Num_trans, data->from

Нельзя, чтобы 1 и та же машина привозила в один и тот же день одну партию крупы в разные смены;

Num_part, Num_trans, data->hours

2.5.7 Функциональные зависимости для сущности dispatch

Одна и та же машина не может увозить разные партии зерна;

Num_part->num_trans

Нельзя, чтобы 1 и та же машина увозила в один и тот же день партии крупы разного вида;

Num_part, Num_trans, data->name_groat

Нельзя, чтобы 1 и та же машина увозила в один и тот же день партии крупы в разные места назначения;

Num_part, Num_trans, data->destin

Нельзя, чтобы 1 и та же машина увозила в один и тот же день одну партию крупы в разные смены;

Num_part, Num_trans, data->hours

2.5.8           Функциональные зависимости для сущности analysis card

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена в разные дни;

Num_card->date_an

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена для разного вида крупы;

Num_card ->name_groat

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена для разного типа крупы;

Num_card ->type_groat

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена для крупы разных лет сбора урожая;

Num_card ->year

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена для крупы из разных мест сбора урожая;

Num_card ->place

Одна и та же анализная карточка не может быть заполнена более чем одним лаборантом в один и тот же день.

Num_card ->tab_nam_lab, lastname_lab

2.5.9           Ограничения, накладываемые на связи между сущностями

Разные лаборанты не могут заполнить одну и ту же анализную карточку с одним и тем же номером в один и тот же день.

Num_card-> Tab_num_lab, date_an_num_lab ->Num_card, date_an

Нельзя, чтобы в 1 и тот же силос привозилась крупа более чем 1 типа;

Number_s->name_groat

Нельзя, чтобы в 1 и тот же силос привозилась крупа более чем 1 вида;

Number_s->needs

Нельзя, чтобы 1 и той же партии зерна соответствовало более 1 анализной карточки;

Num_part->num_card

Нельзя, чтобы разным номерам элеваторов соответствовали один и те же силосы;

Num_el->num_sil

Нельзя, чтобы один силос находился в разных элеваторах;

num_sil -> Num_el

3.     Проектирование оптимальной структуры базы данных методом синтеза

3.1    Исходное множество функциональных зависимостей

Исходное множество функциональных зависимостей, определяющих взаимосвязи сущностей в базе данных, показано на рисунке 2.

num_part -> nam, needs, sort, place, year_numb -> name, lastname, secondname, birthdate_sil -> sort, needs, type-> lim_weight_c, hours_el -> lim_weight_el_el, data -> occupied_part -> num_trans_part, num_trans, data -> name_groat, from, hours_s -> name_groat_s -> needs_part -> num_card_el -> num_sil_part, num_trans, data -> destin, hours_card, date_an -> name_groat, type_groat, year_card, date_an -> place, tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 2 - Функциональные зависимости БД лаборатории хлебной базы

3.2    Неизбыточное покрытие множества функциональных зависимостей

На рисунках 3-5 представлен ход и результаты построения неизбыточного покрытия множества функциональных зависимостей базы данных лаборатории хлебной базы.

g:

   tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place, tab_num_lab, lastname_lab

. f=g \  tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

Проверяем: f |= tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

[tab_numb]+f = tab_numb

нет=> Множество ФЗ не меняется

2. f=g \  num_sil -> sort, needs, type

Проверяем: f |= num_sil -> sort, needs, type

[num_sil]+f = num_sil

нет=> Множество ФЗ не меняется

3. f=g \  num -> lim_weight_c, hours

Проверяем: f |= num -> lim_weight_c, hours

[num]+f = num

нет=> Множество ФЗ не меняется

4. f=g \  number_el -> lim_weight_el

Проверяем: f |= number_el -> lim_weight_el

[number_el]+f = number_el

нет=> Множество ФЗ не меняется

5. f=g \  number_el, data -> occupied

Проверяем: f |= number_el, data -> occupied

Рисунок 3 - Построение неизбыточного покрытия множества ФЗ

[number_el, data]+f = number_el, data, lim_weight_el

нет=> Множество ФЗ не меняется

. f=g \  num_el -> num_sil

Проверяем: f |= num_el -> num_sil

[num_el]+f = num_el

нет=> Множество ФЗ не меняется

7. f=g \  num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

Проверяем: f |= num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, _card

[num_part]+f = num_part

нет=> Множество ФЗ не меняется

. f=g \  num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

Проверяем: f |= num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

[num_part, data]+f = num_part, data, nam, needs, sort, place, year,

num_trans, num_card нет=> Множество ФЗ не меняется

9. f=g \  number_s -> name_groat, needs

Проверяем: f |= number_s -> name_groat, needs

[number_s]+f = number_s

нет=> Множество ФЗ не меняется

10. f=g \  num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

Проверяем: f |= num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, , tab_num_lab, lastname_lab

[num_card, date_an]+f = num_card, date_an

нет=> Множество ФЗ не меняется

Рисунок 4 - Построение неизбыточного покрытия множества ФЗ

Неизбыточное покрытие::

   tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 5 - Неизбыточное покрытие множества ФЗ

Очевидно, что множество функциональных зависимостей в ходе построения неизбыточного покрытия не изменилось, следовательно, структура базы данных остается прежней.

.3      Леворедуцированное покрытие множества ФЗ

g:  tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   num_el -> num_sil

    num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

На рисунках 6-8 представлен ход и результаты построения леворедуцированного покрытия множества функциональных зависимостей базы данных лаборатории хлебной базы.

Рисунок 6 - Построение леворедуцированного покрытия множества ФЗ

    num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

. number_el, data -> occupied

.1. number_el, data -> occupied

Проверяем: g |= data -> occupied

нет=> Множество ФЗ не меняется

.2. number_el, data -> occupied

Проверяем: g |= number_el -> occupied

нет=> Множество ФЗ не меняется

2. num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

.1. num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

Проверяем: g |= data -> name_groat, from, destin, hours

нет=> Множество ФЗ не меняется

.2. num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

Проверяем: g |= num_part -> name_groat, from, destin, hours

нет=> Множество ФЗ не меняется.

3. num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

.1. num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

Проверяем: g |= date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

tab_num_lab, lastname_lab

нет=> Множество ФЗ не меняется.

3.2. num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

Проверяем: g |= num_card -> name_groat, type_groat, year, place,

tab_num_lab, lastname_lab       нет=> Множество ФЗ не меняется.

Рисунок 7 - Построение леворедуцированного покрытия множества ФЗ

Итог::   tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 8 - Леворедуцированное покрытие множества ФЗ

Очевидно, что множество функциональных зависимостей в ходе построения леворедуцированного покрытия не изменилось, следовательно, структура базы данных остается прежней.

.4      Праворедуцированное покрытие множества ФЗ

На рисунках 9- 13 представлен ход и результаты построения праворедуцированного покрытия множества функциональных зависимостей базы данных лаборатории хлебной базы.

g:  tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

Рисунок 9 - Построение праворедуцированного покрытия ФЗ

    number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

. tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

.1. Если удаляем name

Проверяем: f |= tab_numb -> name

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.2. Если удаляем lastname

Проверяем: f |= tab_numb -> lastname

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.3. Если удаляем secondname

Проверяем: f |= tab_numb -> secondname

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.4. Если удаляем birthdate

Проверяем: f |= tab_numb -> birthdate

нет=> Множество ФЗ не меняется.

2. num_sil -> sort, needs, type

.1. Если удаляем sort

Проверяем: f |= num_sil -> sort

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.2. Если удаляем needs

Проверяем: f |= num_sil -> needs

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.3. Если удаляем type

Проверяем: f |= num_sil -> type

нет=> Множество ФЗ не меняется.

3. num -> lim_weight_c, hours

.1. Если удаляем lim_weight_c

Проверяем: f |= num -> lim_weight_c

Рисунок 10 - Построение праворедуцированного покрытия ФЗ

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.2. Если удаляем hours

Проверяем: f |= num -> hours

нет=> Множество ФЗ не меняется.

4. number_el -> lim_weight_el

.1. Если удаляем lim_weight_el

Проверяем: f |= number_el -> lim_weight_el

нет=> Множество ФЗ не меняется.

5. number_el, data -> occupied

.1. Если удаляем occupied

Проверяем: f |= number_el, data -> occupied

нет=> Множество ФЗ не меняется.

. Если удаляем -> num_sil

.1. Если удаляем num_sil

Проверяем: f |= num_el -> num_sil

нет=> Множество ФЗ не меняется.

7. num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

.1. Если удаляем nam

Проверяем: f |= num_part -> nam

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.2. Если удаляем needs

Проверяем: f |= num_part -> needs

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.3. Если удаляем sort

Проверяем: f |= num_part -> sort

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.4. Если удаляем place

Проверяем: f |= num_part -> place

нет=> Множество ФЗ не меняется.

Рисунок 11 - Построение праворедуцированного покрытия ФЗ

.5. Если удаляем year

Проверяем: f |= num_part -> year

нет=> Множество ФЗ не меняется.

7.6. Если удаляем num_trans

Проверяем: f |= num_part -> num_trans

нет=> Множество ФЗ не меняется.

.7. Если удаляем num_card

Проверяем: f |= num_part -> num_card

нет=> Множество ФЗ не меняется.

8. num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

.1. Если удаляем name_groat

Проверяем: f |= num_part, data -> name_groat

нет=> Множество ФЗ не меняется.

8.2. Если удаляем from

Проверяем: f |= num_part, data -> from

нет=> Множество ФЗ не меняется.

8.3. Если удаляем destin

Проверяем: f |= num_part, data -> destin

нет=> Множество ФЗ не меняется.

8.4. Если удаляем hours

Проверяем: f |= num_part, data -> hours

нет=> Множество ФЗ не меняется.

9. number_s -> name_groat, needs

.1. Если удаляем name_groat

Проверяем: f |= number_s -> name_groat

нет=> Множество ФЗ не меняется.

9.2. Если удаляем needs

Проверяем: f |= number_s -> needs

нет=> Множество ФЗ не меняется.

Рисунок 12 - Построение праворедуцированного покрытия ФЗ

10. num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,       tab_num_lab, lastname_lab

.1. Если удаляем name_groat

Проверяем: f |= num_card, date_an -> name_groat

нет=> Множество ФЗ не меняется.

10.2. Если удаляем type_groat

Проверяем: f |= num_card, date_an -> type_groat

нет=> Множество ФЗ не меняется.

10.3. Если удаляем year

Проверяем: f |= num_card, date_an -> year

нет=> Множество ФЗ не меняется.

10.4. Если удаляем place

Проверяем: f |= num_card, date_an -> place

нет=> Множество ФЗ не меняется.

10.5. Если удаляем tab_num_lab

Проверяем: f |= num_card, date_an -> tab_num_lab

нет=> Множество ФЗ не меняется.

Удаление зависимостей вида Х->

Итог: g:  tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

     num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

     number_s -> name_groat, needs

      num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,  tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 13 - Праворедуцированное покрытие множества ФЗ

.5      Минимальное покрытие

таблица база данные запрос

На рисунках 14- 15 представлен ход и результаты построения минимального покрытия множества функциональных зависимостей базы данных лаборатории хлебной базы.

1. Ef( tab_numb ):

   tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

. Ef( num_sil ):

   num_sil -> sort, needs, type

. Ef( num ):

   num -> lim_weight_c, hours

. Ef( number_el ):

   number_el -> lim_weight_el

. Ef( number_el, data ):

   number_el, data -> occupied

. Ef( num_el ):

   num_el -> num_sil

. Ef( num_part ):

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

. Ef( num_part, data ):

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

. Ef( number_s ):

   number_s -> name_groat, needs

. Ef( num_card, date_an ):

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Построение минимального покрытия на основе прямой функциональной определяемости

Редуцированное минимальное покрытие

g: tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

Рисунок 14 - Построение минимального покрытия множества ФЗ

    num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 15 - Минимальное покрытие множества ФЗ

.6     

3.6    Редуцированное минимальное кольцевое покрытие

На рисунках 16- 24 представлен ход и результаты построения минимального редуцированного кольцевого покрытия множества функциональных зависимостей базы данных лаборатории хлебной базы.

Минимальное кольцевое покрытие

( tab_numb; ) -> name, lastname, secondname, birthdate

( num_sil; ) -> sort, needs, type

( num; ) -> lim_weight_c, hours

( number_el; ) -> lim_weight_el

( number_el, data; ) -> occupied

( num_el; ) -> num_sil

( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

( num_part, data; ) -> name_groat, from, destin, hours

( number_s; ) -> name_groat, needs

( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab.

Рисунок 16 - Построение минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

Получение кольцевого минимального редуцированого покрытия

Естественное характеристическое множество для кольцевого покрытия.

f(C):  tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Левая редукция или перенос в правую часть

1. Проверка CF-зависимости:

        ( tab_numb; ) -> name, lastname, secondname, birthdate

.1. Сформированная CF-зависимость:

        ( ) -> name, lastname, secondname, birthdate, tab_numb

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num_sil; ) -> sort, needs, type

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> sort, needs, type, num_sil

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num; ) -> lim_weight_c, hours

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> lim_weight_c, hours, num

Рисунок 17 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( number_el; ) -> lim_weight_el

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> lim_weight_el, number_el

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( number_el, data; ) -> occupied

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( data; ) -> occupied, number_el

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( number_el; ) -> occupied, data

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num_el; ) -> num_sil

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> num_sil, num_el

        Характеристические множества не эквивалентны

7. Проверка CF-зависимости:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card, num_part

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num_part, data; ) -> name_groat, from, destin, hours

8.1. Сформированная CF- зависимость:

         ( data; ) -> name_groat, from, destin, hours, num_part

Рисунок 18 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> name_groat, from, destin, hours, data

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( number_s; ) -> name_groat, needs

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( ) -> name_groat, needs, number_s

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place, tab_num_lab,

lastname_lab, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

10.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card; ) -> name_groat, type_groat, year, place, tab_num_lab,

lastname_lab, date_an

        Характеристические множества не эквивалентны

Проверка покрытия на праворедуцированность

. Проверка CF-зависимости:

        ( tab_numb; ) -> name, lastname, secondname, birthdate

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( tab_numb; ) -> lastname, secondname, birthdate

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( tab_numb; ) -> name, secondname, birthdate

Рисунок 19 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

         Характеристические множества не эквивалентны

.3. Сформированная CF- зависимость:

        ( tab_numb; ) -> name, lastname, birthdate

        Характеристические множества не эквивалентны

.4. Сформированная CF- зависимость:

        ( tab_numb; ) -> name, lastname, secondname

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num_sil; ) -> sort, needs, type

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_sil; ) -> needs, type

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_sil; ) -> sort, type

        Характеристические множества не эквивалентны

.3. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_sil; ) -> sort, needs

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( num; ) -> lim_weight_c, hours

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num; ) -> hours

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Проверка CF-зависимости:

        ( num; ) -> lim_weight_c

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( number_el; ) -> lim_weight_el

.1. Сформированная CF- зависимость:

Рисунок 20 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

       ( number_el; )

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF-зависимости:

        ( number_el, data; ) -> occupied

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( number_el, data; )

        Характеристические множества не эквивалентны

        ( num_el; ) -> num_sil

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_el; )

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF- зависимости:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> needs, sort, place, year, num_trans, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, sort, place, year, num_trans, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

.3. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, needs, place, year, num_trans, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

.4. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, year, num_trans, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

.5. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, num_trans, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

Рисунок 21 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

8.6. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_card

        Характеристические множества не эквивалентны

.7. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF- зависимости:

        ( num_part, data; ) -> name_groat, from, destin, hours

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part, data; ) -> from, destin, hours

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part, data; ) -> name_groat, destin, hours

        Характеристические множества не эквивалентны

.3. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part, data; ) -> name_groat, from, hours

        Характеристические множества не эквивалентны

.4. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_part, data; ) -> name_groat, from, destin

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF- зависимости:

        ( number_s; ) -> name_groat, needs

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( number_s; ) -> needs

        Характеристические множества не эквивалентны

.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( number_s; ) -> name_groat

        Характеристические множества не эквивалентны

. Проверка CF- зависимости:

Рисунок 22 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

         ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab

.1. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> type_groat, year, place, tab_num_lab,

lastname_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

11.2. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, year, place, tab_num_lab,

lastname_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

11.3. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, place,

tab_num_lab, lastname_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

11.4. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year,

tab_num_lab, lastname_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

11.5. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place,

lastname_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

11.6. Сформированная CF- зависимость:

        ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place,

tab_num_lab

        Характеристические множества не эквивалентны

Рисунок 23 - Построение редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ

Минимальное редуцированное кольцевое покрытие   ( tab_numb; ) -> name, lastname, secondname, birthdate

   ( num_sil; ) -> sort, needs, type

   ( num; ) -> lim_weight_c, hours

   ( number_el; ) -> lim_weight_el

   ( number_el, data; ) -> occupied

   ( num_el; ) -> num_sil

   ( num_part; ) -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   ( num_part, data; ) -> name_groat, from, destin, hours

   ( number_s; ) -> name_groat, needs

   ( num_card, date_an; ) -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Естественное характеристическое множество

f(C):

   tab_numb -> name, lastname, secondname, birthdate

   num_sil -> sort, needs, type

   num -> lim_weight_c, hours

   number_el -> lim_weight_el

   number_el, data -> occupied

   num_el -> num_sil

   num_part -> nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card

   num_part, data -> name_groat, from, destin, hours

   number_s -> name_groat, needs

   num_card, date_an -> name_groat, type_groat, year, place,

   tab_num_lab, lastname_lab

Рисунок 24 - Редуцированное минимальное кольцевое покрытие множества ФЗ

Таким образом, структура базы данных лаборатории хлебной базы разрабатывалась методом синтеза с помощью построения неизбыточного покрытия, праворедуцированного покрытия, леворедуцированного покрытия, минимального покрытия и редуцированного минимального кольцевого покрытия множества ФЗ. В ходе построения покрытий было установлено, что множества функциональных зависимостей не изменятся, значит, структура базы данных спроектирована достаточно оптимально. На рисунке 25 показаны результирующие таблицы базы данных и их ключи.

R0 = ( tab_numb, name, lastname, secondname, birthdate )  K0 ={tab_numb}= ( num_sil, sort, needs, type )   K1 = { num_sil }= ( num, lim_weight_c, hours )   K2 = { num }= ( number_el, lim_weight_el )   K3 = { number_el }= ( number_el, data, occupied )   K4 = { number_el, data }= ( num_el, num_sil )   K5 = { num_el }= ( num_part, nam, needs, sort, place, year, num_trans, num_card )   = { num_part }= ( num_part, data, name_groat, from, destin, hours )   K7 = { num_part, }= ( number_s, name_groat, needs )   K8 = { number_s }= ( num_card, date_an, name_groat, type_groat, year, place, _num_lab, lastname_lab )   K9 = { num_card, date_an }

Рисунок 25 - Структура базы данных лаборатории хлебной базы, полученная методом синтеза

4.  Оптимизация запросов к базе данных

4.1    Статистика по таблицам базы данных

Для иллюстрации статистики по таблицам базы данных лаборатории хлебной базы ниже указаны таблицы базы данных и их поля (в записи жирным отмечены ключевые поля).

-    groats (nam,needs,sort,year,place,num_part);

-       laborants (tab_num,lastname,name,secondname,birth_date);

-       analysis_card (num_card, date_an, lastname_lab, tab_num_lab, num_part_gr, name_groat_an, type_groat_an, place, year);

-       transport (num, hours, lim_weight_c);

-       grain_elevator (number_el, lim_weight_el);

-       current_elev (data, occupied, number_el);

-       silo (number_s, lim_weight_s, weight_s, name_groat, type_groat, num_elev, num_part);

-       receivs (num_part, num_trans, from, hourrs, name_groat, dat, num_sil);

-       dispatch (num_part, num_trans, destin, hourrs, name_groat, data).

Общее число записей в каждой из таблиц:

-       T(Groats)=100.

-       T(Laborants)=10.

-       T(Analysis_card)=100.

-       T(Transport)=40.

-       T(Grain_elevator)=4.

-       T(Current_elev)=50.

-       T(Silo)=100.

-       T(Receivs)=100.

-       T(Dispatch)=100.

a.      

4.2    Многотабличный запрос на выборку по условию

Найти все партии крупы, полученные начиная с 30-08-10, анализные карточки для которых заполнял лаборант с табельным номером 10.

.2.1   Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры

Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры показано на рисунке 26.

(Groats. nam,needs,sort,year,place,num_part) sel (receivs.dat >{^2010-08-30}

& analysis_card.tab_num_lab=10) (groatsreceivs, analysis.card)

Рисунок 26 - Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры

.2.2   Исходное операционное дерево для запроса

Исходное операционное дерево для многотабличного запроса на выборку по условию представлено на рисунке 27.

Рисунок 27 - Исходное операционное дерево запроса

.2.3   Оптимизированное операционное дерево для запроса

Оптимизированное операционное дерево для многотабличного запроса на выборку по условию одной строки представлено на рисунке 28.

Рисунок 28 - Оптимизированное операционное дерево запроса

.2.4   Исходный запрос на языке SQL

Текст исходного запроса на языке SQL показан на рисунке 29.

SELECT * FROM groats JOIN (reseivs JOIN analysis_card ON reseivs.num_part=analysis_card.num_part_gr) ON groats.num_part=reseivs.num_part ; WHERE (reseivs.dat > {^2010-08-30} AND analysis_card.tab_num_lab=10); INTO CURSOR q Browse

Рисунок 29 - Исходный запрос на языке SQL

4.2.5 Оптимизированный запрос на языке SQL

Текст оптимизированного запроса на языке SQL показан на рисунке 30.

SELECT num_part_gr,name_groat_an,type_groat, place, year FROM analysis_card WHERE analysis_card.tab_num_lab=10; INTO CURSOR q1  SELECT num_part,name_groat FROM reseivs WHERE reseivs.dat > {^2010-08-30}; INTO CURSOR q2  SELECT * FROM groats; INTO CURSOR q3  SELECT * FROM t3 INNER JOIN (t2 INNER JOIN t1 ON t1.num_part_gr=t2.num_part) ON t3.num_part=t2.num_part; INTO CURSOR q Browse

Рисунок 30 - Оптимизированный запрос на языке SQL

.2.6   Расчет сложности оптимизированного запроса

Рассчитаем сложность оптимизированного запроса. Для подзапроса q21 выпишем статистику по таблицам и произведем расчеты.

Число записей в каждом столбце таблицы analysis_card:

-    V(num_part_gr, analysis_card )=100.

-       V(name_groat_an,analysis_card)=50.

-       V(type_groat, analysis_card)=20.

-       V(place,analysis_card)=100.

-       V(year,analysis_card)=20.

-       V(tab_num_lab, analysis_card)=50.

Длина одной записи в поле каждого из перечисленных типов:

-    L(num_part_gr)=4 байтa.

-       L(name_groat_an)=30 байт.

-       L(type_groat)=30 байт.

-       L(place)=40 байт.

-       L(year)=4 байтa.

-       L(tab_num_lab)=4 байта.

-       L(lastname_lab)=40 байт.

-       L(date_an)=8 байт.

-       L(num_card)=4 байт.

Расчет сложности подзапроса q21отображен на рисунке 31.

T(q21)=T(analysis_card)/V(tab_num_lab, analysis_card)=100/50=2. Vol (q21)=T(q21)*L(q21); L(q21)= L(num_part_gr) + L(name_groat_an) + L(type_groat) + L(place) + L(year) + L(tab_num_lab)+ L(lastname_lab) + L(date_an)+ L(num_card)= =4+30+30+40+4+4+4+40+8+4 = 168 байт. Vol (q21)=2*168=448 байт.

Рисунок 31- Сложность подзапроса q21

Для подзапроса q22 выпишем статистику по таблицам и произведем расчеты. Число записей в каждом столбце, необходимом для запроса, из таблицы reseivs:

-    V(num_part, reseivs)=100.

-       V(name_groat, reseivs)=50.

-       V(dat, reseivs)=50.

-       V(num_trans,reseivs)=40.

-       V(from,reseivs)=100.

-       V(hours, reseivs)=2.

-       V(num_sil, reseivs)=100.

Длина одной записи в поле каждого из перечисленных типов:

-    L(num_part)=4 байтa.

-       L(name_groat)=30 байт.

-       L(dat) =8 байт.

-       L(num_trans) =4 байта.

-       L(from) =40 байт.

-       L(hours) =4 байта.

-       L(num_sil) =4 байта.

Расчет сложности подзапроса показан на рисунке 32.

T(q22)=T(reseivs)*1/3=100*1/3≈33. Статистика по запросу: Vol (q22)=T(q22)*L(q22); L(q22)= L(num_part) + L(name_groat) + L(dat) + L(num_trans) + L(from) + +L(hours) + L(num_sil) = 4+30+8+4+40+4+4 = 98 байт. Vol (q22)=33*98= 3234 байта.

Рисунок 32 - Сложность подзапроса q22

Для подзапроса q23 статистика по таблице не меняется, поскольку осуществляется операция проекции над результатом подзапроса q22.

T(q23)=T(reseivs)*1/3=100*1/3≈33. L(q23)= L(num_part) + L(name_groat) = 4+30= 34 байта. Vol (q23)=33*34= 1122 байта.

Рисунок 33 - Сложность подзапроса q23

Для подзапроса q24 статистика по таблице не меняется, поскольку осуществляется операция проекции над результатом подзапроса q21.

T(q24)=T(analysis_card)/V(tab_num_lab, analysis_card)=100/50=2. L(q24)= L(num_part_gr) + L(name_groat_an) + L(type_groat) + L(place) + L(year) =4+30+30+40+4+4= 112 байт. Vol (q24)=2*112=224 байта.

Рисунок 34 - Сложность подзапроса q24

Подзапрос q25 - естественное слияние результатов подзапросов q23 и q24. Расчет сложности подзапроса q25 показан на рисунке 35.

T(q25)=T(q23)*T(q24)/max(V(num_part_gr,q23),V(num_part,q24))= =33*2/max(20,25)=3. L(q25)= L(num_part) + L(name_groat) =4+30= 34 байта. Vol (q25)=3*34=102 байта.

Рисунок 35 - Сложность подзапроса q25

Подзапрос q26 не меняет статистику подзапроса q25, поскольку это операция проекции. Расчет сложности подзапроса q26 показан на рисунке 36.

T(q26)=T(q25)=3. L(q26)= L(num_part) + L(name_groat) =4+30=34 байта. Vol (q26)=3*34=102 байта.

Рисунок 36 - Сложность подзапроса q26

Подзапрос q27 не меняет статистику по таблице groats, поскольку это операция проекции.

Число записей в каждом столбце из таблицы groats:

-    V(num_part, groats)=100;

-       V(name, groats)=50;

-       V(sort, groats)=15;

-       V(needs,groats)=20;

-       V(place, groats)=100;

-       V(year,groats)=20.

Длина одной записи в поле каждого из перечисленных типов:

-    L(num_part)=4 байтa;

-       L(nam)=30 байт;

-       L(needs)=30 байт;

-       L(sort)= 4 байтa;

-       L(place)=40 байт;

-       L(year)=4 байтa.

Расчет сложности подзапроса q27 показан на рисунке 37.

T(q27)=T(groats)=100. Vol (q27)=T(q27)*L(q27); L(q27)= L(num_part) + L(nam)+ L(needs) =4+30+30= 64 байта. Vol (q1)=100*64=6400 байт.

Рисунок 37 - Сложность подзапроса q27

Подзапрос q28 - естественное слияние результатов подзапросов q27 и q26. Расчет сложности подзапроса q28 показан на рисунке 38.

T(q28)=T(q27)*T(q26)/max(V(num_part,q26),V(num_part,q27))= =3*100/max(25,100)=3. L(q25)= L(num_part) + L(name_groat) =4+30= 34 байта. Vol (q25)=3*34=102 байта.

Рисунок 38 - Сложность подзапроса q28

Сложность всего оптимизированного запроса рассчитывается как сумма сложностей промежуточных подзапросов. Таким образом, она составляет: Vol(q2)=448+3234+1122+224+102+102+6400+102=11734 байта.

4.3   

4.3    Многотабличный запрос на выборку по условию

Найти всех лаборантов, работавших с анализами 17 и 10 партий крупы.

.3.1   Выражение для запроса с использованием реляционной алгебры

pr (laborants.tab_num, lastname, name, secondname, birthdate) sel (analylis_card.num_part = 10 V analylis_card.num_part = 17) (laborantsanalysis_card)

4.3.2 Исходное операционное дерево для запроса

Исходное операционное дерево для многотабличного запроса на выборку по условию представлено на рисунке 4.

Рисунок 4. Исходное операционное дерево запроса

.3.3  

4.3.3  Оптимизированное операционное дерево для запроса

Оптимизированное операционное дерево для многотабличного запроса на выборку по условию одной строки представлено на рисунке 5.

Рисунок 5. Оптимизированное операционное дерево для запроса

.3.4   Исходный запрос на языке SQL

SELECT * FROM laborants INNER JOIN analysis_card ON_card.tab_num_lab=laborants.tab_num ;(analysis_card.num_part_gr = 10 OR_card.num_part_gr = 17);

INTO Cursor q

Browse

4.3.5

4.3.5 Оптимизированный запрос на языке SQL

SELECT * FROM laborantsCursor q1* FROM analysis_card(analysis_card.num_part_gr = 10 OR_card.num_part_gr = 17);Cursor q2* FROM q1 INNER JOIN q2 ON.tab_num_lab=q1.tab_num;

INTO Cursor q

Browse

4.3.6 Расчет сложности запроса

Для подзапроса q1

Число записей в каждом столбце таблицы laborants:

V(tab_num, laborants)=10;(lastname, laborants)=10;(name, laborants)=10;(secondname, laborants)=10;(birth_date, laborants)=10;

Длина одной записи в поле каждого из перечисленных типов:

L(tab_num)=4 байтa;(lastname)=40 байт;(name)=40 байт;(secondname)=40 байт;(birth_date)=8 байт.

Сложность запроса:

T(q1)=T(laborants)=10.

Статистика по запросу:

Vol (q1)=T(q1)*L(q1);(q1) = L(tab_num) + L(lastname) + L(name) + L(secondname) + +L(birth_date) = 4+40+40+40+8 = 132 байтa. (q1)=10*132=1320 байт.

Для подзапроса q2

Число записей в каждом столбце, необходимом для запроса, из таблицы analysis_card:

V(num_card, analysis_card)=100;(date_an, analysis_card)=40;(lastname_lab, analysis_card)=10;(tab_num_lab, analysis_card)=10;(num_part_gr, analysis_card)=100;(name_groat_an, analysis_card)=20;(num_part, analysis_card)=100.

Длина одной записи в поле каждого из перечисленных типов:

L(num_part)=4 байтa;(name_groat)=30 байт;(tab_num_lab)= 4 байтa.

Сложность запроса:(q2-1)=T(analysis_card)/V(analysis_card, num_part)=100/100=1.(q2-2)= T(analysis_card)/V(analysis_card, num_part)=100/100=1.(q2)= T(q2-1)+ T(q2-2)=2.

Статистика по запросу:

Vol (q2)=T(q2)*L(q2);

L(q2)= L(tab_num_lab) = 4 байтa.

Vol (q1)=4*2=8 байт.

Сложность всего запроса:

T(q2 INNER JOIN q1) = T(q1)*T(q2) / max(V(tab_num,q1),V(tab_num_lab,q2))=

=10*2/max(10,10)=2.

Заключение

В ходе данной курсовой работы были решены задачи неформального описания предметной области базы данных лаборатории хлебной базы, формализации описания предметной области путем разработки структуры таблиц БД, отображающих сущности, построения связей между ними с помощью средства проектирования ErWin. Были определены функциональные зависимостидля таблиц и связей между ними. Также структура базы данных разрабатывалась методом синтеза, были построены неизбыточное покрытие множества функциональных зависимостей, леворедуцированное покрытие, праворедуцированное покрытие, минимальное покрытие и редуцированное минимальное кольцевое покрытие. Была осуществлена оптимизация запросов к базе данных, посчитана статистика для содержимого таблиц, построены оптимизированные деревья многотабличных запросов.

Список использованных источников

1               Гектор Гарсиа-Молина, Джеффри Ульман, Дженнифер Уидом. Системы баз данных. Полный курс.-М.: Вильямс, 2004.-1088 с.

2       Лебедев А. Н. Visual FoxPro 9. - М.: НТ Пресс, 2005. - 328 с.

3   Роб П. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 1040 с.

4       Попов И. И. Базы данных. - М.: ИнфраРум, 2007. - 400 с.

         Фуфаев Э. В. Базы данных. - М.: Академия, 2007. - 320 с.

         Советов Б. Я. Базы данных. - М.: Высшая школа, 2005. - 464 с.