Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Уразов, Шермат Нурматович

Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле
<
Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Уразов, Шермат Нурматович. Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.02.05.- Ташкент, 1990

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса 20

1.1. Объекты реляционной модели данных 20

1.1.1. Структурная часть 20

1.1.2. Целостная часть 25

1.1.3. Реляционная ачгебра и реляї/ионное исчисление 30

1.2. Сущности и взаимоотношения данных 35

1.3. Нормализация отношений на основе операций проекции и соединения 39

1.4. Квазиструктурированные данные 49

1.5. Языки манипулирования данными 53

1.6. Архитектуры реляционных баз данных 58

1.7. Выводы 65

2. Проектирование реляционной базы данных на основе операций выборки и соединения 67

2.1. Практическое использование и анализ проблем нормализации реляционных отношений 67

2.2. Определение отношения связей атомарных значений в реляционной бд 83

2.3. Метод нормализации отношения связей атомарных значений 93

2.4. Выводы 99

3. Основные свойства баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 100

3.1. Методика восстановления отношений 100

3.2. Использование null-значений в отношениях баз данных, норм ал изов анных на основе операций выборки и соединения 103

3.3. Реализация правил ссылочной целостности в базах данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 105

3.4. Определение доменов атрибутов отношений баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 111

3.5. Выводы 114

4. Проектирование уточненной структуры баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 115

4.1. Алгоритм перевода er-диаграммы в базу данных, нормализованную на основе операций выборки и соединения 115

4.2. Метод построения уточненной структуры баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 119

4.3. Практическое использование баз данных с уточненной структурой, нормализованных на основе операций выборки и соединения 127

4.4. Выводы 134

5. Основные свойства баз данных с уточненной структурой, нормализованных на основе операций выборки и соединения 135

5.1. Требования к нормализации отношений внутренней предметной области 135

5.2. Реализация основных типов связей между атомарными значениями отношений в структуре баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 138

5.3. Алгоритмы перевода реляционных баз данных в базу данных с уточненной структурой, нормализованную на основе операций выборки и соединения 148

5.4. Основные недостатки баз данных с уточненной структурой, нормализованных на основе операций выборки и соединения 154

5.5. Выводы 157

6. Разработка надстроек декларативных языков манипулирования данными баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 159

6.1. Реализация функций добавления, удаления и модификации данных 159

6.2. Сравнение результатов использования инсі рукции select в базах данных с различным типом нормализации 162

6.3. Разработка надстроек инс і рукі шіі запросов к базам данных, нормализованных на

Основе операций выборки и (оедиiii пия 166

6.4. Разработка алгоритмов поиска информации в запросах к базам данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 172

6.5. Практическое использование инструкций выборки данных 184

6.6. Выводы 188

7. Проектирование распределенных реляционных баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 190

7.1. Методы проектирования распределенных реляционных баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения 190

7.2. Разграничение полномочий пользователей баз данных, нормализованных на основе операций проекции и соединения, с использованием операции выборки 193

7.3. Разграничение полномочий пользователей баз данных, нормализованных на основе

Операций выборки и соединения 198

7.4. Методы определения оптимальной конфигурации многопользовательской

Автоматизированной системы 200

7.5. Выводы 206

Заключение 207

Литература

Введение к работе

Актуальность теми. Актуальность темы определяется экологическими аспектами рассматриваемых проблем, их связью с вопросами окружающей среды, большим народнохозяйственным значением процессов распыления ядохимикатов, а также важными современными научными проблемами нелинейной теории гидродинамической устойчивости. Особенно это относится к изучению многоволновых нелинейных режимов, описывающих немонодисперсный распад наэлектризованных капиллярных струй, а также к рассмотрению вопросов, связанных с изучением аэродинамики наэлектризованных аэрозольных потоков. Важное значение придается разработке эффективных методов исследования, основанных на применении метода Бубнова-Галеркина. В теории гидродинамической устойчивости этот метод был впервые применен и обоснован Г.И. Петровым в 1940 г. В настоящее время этот метод успешно применяется для исследования широкого класса линейных и нелинейных задач (Бадалов Ф.Б#, Гер-ценштейн С.Я., Орзаг С., Рцжцественский Б.Л*, Шкадов В.Я. и др.).

Цель диссертационной работы состоит в экспериментальном и теоретическом изучении механизмов образования электроаэрозоля и в разработке способов его эффективного применения.

Основные результаты работы, выносимые на защиту;

I. Показано, что увеличение начальной амплитуды "синусоидального" возмущения поверхности капиллярной струи в широком диапазоне напряженности электрического поля приводит к уменьшению относительного вклада мелких капель-спутников. Увеличение напряженности усиливает этот эффект и "сдвигает" рассматривав-

мне процессы в коротковолновую область.

  1. Введение "пилообразных" начальных возмущений на поверхности струй способствует несимметричному разрыву перешейка и "втягиванию" малых капель-сателлитов в большую основную каплю. Увеличение поверхностного заряда ускоряет эти процессы и делает их более мелкомасштабными.

  2. При достаточно малой начальной амплитуде развитие "синусоидальных" и "пилообразных" возмущений на конечной стадии эволюции (перед распадом) практически не различается; увеличение заряда усиливает отличие между ними даже при относительно малых начальных амплитудах возмущений.

  3. Введение длинноволновых возмущений приводит к уменьшению относительного вклада капель-сателлитов - наблюдается передача по спектру из коротковолновой зоны в длинноволновую. Увеличение интенсивности "фоновых" возмущений из длинноволновой части спектра способствует деформации спектра от первоначально "двугорбого" к "одногорбому" с выделенным основным тоном. Усиление электрического поверхностного заряда ускоряет эти процессы» особенно в коротковолновой области.

  4. Обнаружено некоторое оптимальное значение поверхностного заряда, обеспечивающее минимальную величину сателлита.

  5. Проведенные экспериментальные исследования устойчивости капиллярных струй в электрическом поле показали, что с увеличением напряженности электрического поля наблюдается уменьшение характерных размеров основных капель. Соотношение между большими и малымж каплями в проведенных экспериментах заметным образом не изменилось.

  6. С помощью лабораторного стенда установлена высокая эф-

фективность разработанных электроаэрозольных распылителей, Сте*-пень осаждения при использовании заряженного аэрозоля увеличивается на лицевой стороне листа (во всех ярусах) в І!5-2 раза! а на теневой стороне листа» на верхнем ярусе - в 1,8 раза! на среднем ярусе - в 2,5-3^5 раза! на нижнем ярусе *- в 5^6 раз»

8. Полевые испытания проведенные на основе разработанно-*-го натурного устройства показали! что наличие электрческого поля способствует более мелкому дроблению и существенно более эффективному осаждению электроаэрозоля на теневые стороны лис* та растений* Особенно сильный эффект наблюдался в центральной части теневой стороны листа.

Испытания проведены в естественных метеорологических условиях, при наличии ветра» конвективных потоков и прочих производственных помех.

Научная новизна работы» С помощью метода Бубнова-Галерки-на изучен немонодйеперсный распад капиллярной струи в электрическом поле*

Проведен физический анализ особенностей немонодисперсного распада капиллярных струй в присутствии электрического поля при наличии начальных возмущений как в коротковолновой! так и в длинноволновой части спектра. Исследовано влияние амплитуды и формы начальных возмущений на немонодйеперсный распад при наличии поверхностного заряда.

Разработаны генераторы электроаэрозоля и стенд для исследования электроаэродинашки процессов опрыскивания; характеризующихся высокой эффективностью и экономичностью»

Новизна предложенного технического решения подтверждена решениями о выдаче авторских свидетельств & 4376324/31-05 и

$ 4468985/30-15 по материалам исследований.

Научно-практическая ценность работы определяется тем,что установленные закономерности распада наэлектризованных капиллярных струй жидкости могут быть использованы в ряде актуальных приложений - при распылений ядохимикатов, при организации процессов гранулирования, при распыле топлива, в химической промышленности, в технологических процессах порошковой металлургии, в медицинской промышленности, в животноводстве и в ряде других отраслей народного хозяйства,

В результате выполненных исследований разработан натурный электроаэрозольный опрыскиватель й проведены полевые испытания.

Применение электроаэрозольных опрыскивателей в сельском хозяйстве позволит существенно увеличить эффективность опрыскивания, значительно сократить необходимое количество дорогостоящих ядохимикатов и улучшить экологическую обстановку.

Содержание диссертации

В первой главе приводится современное состояние проблемы устойчивости и распада капиллярной струи. Основу обзора составляет анализ теоретических и экспериментальных работ по устойчивости и распаду наэлектризованных капиллярных струй.Здесь можно выделить классические опыты Савара, положившие начало исследованию данного явления.

Во второй главе основное внимание уделяется изучению влияния электрического поля на неустойчивость и распад капиллярных струй. Наличие дополнительных силовых воздействий со стороны электрического поля может существенно изменить физику рассматриваемых процессов - особенно это относится к нелиней-

ной стадии развития поверхностных возмущений и образованию немонодйсперсйого распада капиллярной струи. Введение электрического поля, естественно, несколько усложняет рассматриваемое явление, но вместе с тем создает возможность эффективно управлять процессом распада,

В работе нелинейная эволюция возмущений рассматривается б рамках полных невязких уравнений гидродинамики.

Решение поставленной задачи отыскивается с помощью метода Бубнова-Галеркина; по продольной переменной используются конечные суммы Фурье, поперечной - функции Бесселя и Макдональда.

Также приводятся результаты исследований линейной устойчивости, необходимые для дальнейшего нелинейного анализа»

Основное содержание теоретической части диссертации содержится в третьей главе, в которой главное внимание уделено изучению механизмов нелинейной эволюции конечно-амплитудных волновых возмущений и исследованию немонодисперсного распада капиллярных струй при наличии электрического поля.

Первоначально был проведен ряд методических расчетов, которые показали высокую эффективность применяемой методики,

В результате проведенной серии численных экспериментов было выявлено сильное влияние; начальных масштабов формы и амплитуды возмущений на процесс немонодисперсного распада, на размеры основной капли и капли-спутника.

Большое значение в данной главе уделяется также лабораторному изучению рассматриваемых процессов.

С этой целью была создана специальная экспериментальная установка по изучению механизмов неустойчивости и распада наэлектризованных капиллярных струй. Проведена серия эксперимен-

тов, которая показала хорошее соответствие теории и опыта,

В четвертой главе изучена работа конкретных распылительных устройств. Проведенное исследование позволило, в частности, отработать эффективные способы опрыскивания.

Значительное внимание в работе уделено проведению натурных опытов. Выполненная серия натурных испытаний показала высокую эффективность разработанной методики опыления и подтвердила данные теоретических и лабораторных исследований,

В заключении сформулированы основные результаты диссертации.

Реляционная ачгебра и реляї/ионное исчисление

Для манипулирования отношениями используют операции реляционной алгебры [86, 112]. Эти операции — мощное средство выделения необходимых данных из большой совокупности разнородной информации. Всего существует восемь операций, которые делятся на две группы по степени близости к операциям теории множеств. Первая группа — это традиционные операции над множествами: объединение, пересечение, вычитание и декартово произведение. Вторая группа — это специфические операции реляционной алгебры: выборка, проекция, соединение и деление.

Объединение возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат хотя бы одному из двух отношений-операндов. Отношения-операнды должны иметь одинаковый набор атрибутов.

Пересечение возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат одновременно двум отношениям-операндам. Отношения-операнды должны иметь одинаковый набор атрибутов.

Вычитание возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат первому отношению-операнду и не принадлежат второму. Отношения-операнды должны иметь одинаковый набор атрибутов.

Декартово произведение возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые являются сочетанием двух кортежей, принадлежащим соответственно двум отношениям-операндам. Число строк в отношении-результате равно произведению числа строк в отношениях-операндах.

Выборка, или операция ограничения, возвращает отношение, содержащее все кортежи из отношения-операнда, которые удовлетворяют определенным правилам.

Проекция возвращает отношение, содержащее все кортежи отношения-операнда после исключения из него некоторых атрибутов. Соединение (естественное) возвращает отношение, кортежи которого — это сочетание двух кортежей, принадлежащих двум отношениям-операндам, имеющих общее значение одного или нескольких общих атрибутов этих отношений. Такие общие значения появляются в результирующем кортеже только один раз. Существует также операция соединения по условию, при выполнении которой происходит конкатенация строк отношений-операндов, затем полученная сцепленная строка проверяется на соответствие заданному условию и, если строка удовлетворяет, то она включается в отношение-результат. Операция соединения, связывающая таблицы, когда значения из определенных столбцов принадлежат определенному отношению, называется тета-соединением [191]. Это условие означает, что два столбца будут определенным образом сравниваться. Оператор сравнения может быть любой из шести следующих: =, Ф, , , =, =. Тета-соединение, основанное на равенстве столбцов, называется эквисоединением. Пусть П] — степень отношения Rj, а п2 — степень отношения R2, тогда п — степень отношения R, являющегося тета-соединением Ri и R2, — равна ni+n2.

Деление для двух отношений, бинарного и унарного, возвращает отношение, содержащее все значения одного атрибута бинарного отношения, которые соответствуют в другом атрибуте всем значениям в унарном отношении.

Представленный набор операторов может быть расширен. Существуют дополнительные операции, расширяющие реляционную алгебру, подробная информация о них приведена в [86, 112].

Пользователи, как правило, имеют дело со всеми описанными выше операциями в виде конструкций языков программирования, например, языка SQL-запросов. Результат каждой операции над отношением также является отношением. Это реляционное свойство называется свойством замкнутости. Свойство замкнутости позволяет строить сложные вложенные выражения, в которых операнды сами представлены выражениями вместо простых имен отношений.

Применение реляционной алгебры предполагает наличие некоторых правил наследования имен атрибутов, чтобы можно было предсказывать имена атрибутов на выходе последовательности реляционных операторов, зная имена атрибутов на входе. Наличие таких правил для всех операций гарантирует, что для выражения любой сложности будет вычисляться результат с определенным набором атрибутов [15, 24, 86].

Если реляционная алгебра представляет собой набор конкретных операций для построения конкретного реляционного отношения, то реляционное исчисление носит описательный характер и представляет собой систему обозначений для определения необходимого отношения в терминах данных отношений.

Основой реляционного исчисления кортежей является переменная кортежа, которая определяется на некотором отношении. Область допустимых значений такой переменной определяется на кортежах данного отношения.

Определение отношения связей атомарных значений в реляционной бд

Любая предметная область может быть отображена в реляционной системе конечным числом отношений, находящихся как минимум в 1НФ. Таким образом, при проектировании БД разработчик взаимодействует одновременно с двумя предметными областями: 1. Экспертная предметная область, для которой требуется построить, по возможности, правдоподобную модель. Будем называть данную предметную область — внутренней. 2. Предметная область реляционной модели данных. Будем называть данную предметную область — внешней.

Если внутренние предметные области могут значительно отличаться друг от друга в различных разработках, то внешняя остается постоянной и обладает строго определенными свойствами, описанными в предыдущей главе. Возможность нормализации внешней предметной области позволит формализовать работу групп разработчиков реляционных БД и решить ряд основных проблем проектирования. Впервые метод нормализации внешней предметной области был предложен автором в [147].

Утверждение 1. Любую предметную область можно описать реляционной базой данных с некоторой вполне определенной структурой. Единственность структуры подразумевает, что нормализация такой БД окончательная и достаточная для описания внутренних предметных областей [128].

Обоснование. Всякая предметная область представляется совокупностью отношений любой нормальной формы реляционной модели данных и связей между ними. Минимальной информационной единицей является атомарное значение единичного атрибута любого отношения. Любое такое атомарное значение согласно введенным ранее определениям понятия зависимости, если не является независимым, то вступает в некоторые отношения со значениями других атрибутов. Зависимости могут быть одного из следующих типов: функциональные зависимости; транзитивные зависимости; многозначные зависимости; зависимости соединения.

Для всякого атомарного значения атрибута можно построить ориентированный граф связей с другими значениями (см. [38, 47, 56]) G = {V,E), где V — конечное множество вершин (значений атрибутов), с которыми связано данное значение, включая само значение; V определено на множестве атомарных значений предметной области; Е — множество упорядоченных пар (дуг) на V, т.е. подмножество множества V х V; Е определено на множестве связей атомарных значений.

Основой построения ориентированного графа связей атомарных значений является семантика исследуемой предметной области. Условимся подписывать вершины значением атрибутов и обозначать дугой е - (и, v), ведущей из вершины и в вершину v: (и -» v) ситуацию уточняющей связи от значения потомка к значению родителя. Например, для БД, представленной в таблице 6, уточняющими связями для значения «Головной вуз» будут: Головной вуз— Ставрополь; Головной вуз— СевКавГТУ; Головной вуз— Синельников Б.М.

Согласно представленному набору филиал «Головной вуз» определяет город «Ставрополь», организацию «СевКавГТУ» и своего руководителя «Синельников Б.М.». Построение графов связей является альтернативным графическим представлением зависимостей между значениями отношений БД и с учетом всех значений может обладать достаточно сложной структурой. В качестве примера, рассмотрим граф связей двух атомарных значений Бухучет и 060500 БД, представленной в таблице 6. Данное подмножество определяет уточняющие связи к значениям {Кафедра, Головной вуз} атрибутов отношений {Тип подразделения, Филиал} по значению {Бухуче.п}, а сама двойка определяется уточняющими связями двух троек {Бухучет, 060500, очная} и {Бухучет, 060500, заочная} в вершинах {Бухучет, 060500}, соответствующих атрибутам отношений {Кафедра, Специальность}. На рисунке 5 представлен граф связей двойки {Бухучет, 060500}.

Реализация правил ссылочной целостности в базах данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения

Утверждение 4. Для корректного отображения объектов реального мира в базах данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения, должны выполняться правила ссылочной целостности [137]. При этом достаточно выполнения правил ссылочной целостности для отношений внешней предметной области, правила ссылочной целостности для внутренней предметной области вводятся дополнительно на основе операций выборки и соединения.

Следствие. Использование двух систем ключей для поддержания ссылочной целостности — внутренней и внешней систем — является избыточным, поэтому система ключей внешней предметной области является достаточной.

Обоснование. Первая система ключей представленной реляционной структуры — это множество первичных ключей отношений внешней предметной области {IDo, IDa, IDpar, IDz} и множество соответствующих им внешних ключей. Учитывая отсутствие в представленной модели NULL-значений, можно сформулировать строгие правила ссылочной целостности реляционной системы или правила внешних ключей. Ссылочная целостность реляционной БД определяет отсутствие несогласованных внешних ключей отношения. Несогласованное значение внешнего ключа — это значение внешнего ключа, для которого не существует отвечающего ему значения соответствующего потенциального ключа в соответствующем целевом отношении. Строгие правила внешних ключей формулируются в случаях, когда отсутствуют NULL-значения внешних ключей, и выражаются исключительно в терминах состояний базы данных. Любое состояние базы данных, не удовлетворяющее этим правилам, некорректно. Если не вводить указанные правила, то необходимо запретить все операции, приводящие к возникновению некорректных состояний БД. Но, обычно предпочтительнее такие операции разрешить, так как заранее могут быть определены некоторые компенсирующие операции, переводящие БД из некорректного состояния в корректное. Последние операции определяются разработчиком БД для всех пар {первичный ключ, внешний ключ}.

Правила внешних ключей, направленные на поддержание БД в корректном состоянии, срабатывают в реляционной системе автоматически без вмешательства пользователя в случаях удаления и обновления объектов, имеющих связанные объекты в дочерних отношениях. Для каждой из указанных двух операций существует, по крайней мере, две альтернативные возможности согласования ключей: ограничение и каскадирование.

При попытке удаления объекта ссылки внешнего ключа указанные возможности срабатывают следующим образом: Ограничение операции удаления — операция удаления ограничивается до момента удаления объектов дочернего отношения, в противном случае отменяется. Каскадирование операции удаления — с удалением объекта родительского отношения удаляются связанные объекты дочернего отношения.

При попытке обновления потенциального ключа, на который ссылается внешний ключ, указанные возможности срабатывают следующим образом: Ограничение операции обновления — операция обновления ограничивается до момента обновления объектов дочернего отношения, в противном случае отменяется. Каскадирование операции обновления — с обновлением первичного ключа объекта родительского отношения обновляются также внешние ключи связанных объектов дочернего отношения.

Для внешней предметной области, как нормализованной классическим образом, должны быть определены правила внешних ключей. При этом совершенно не важно, какие алгоритмы поддержания целостности будут определены: ограничение или каскадирование. Важно, что в любой момент времени реляционная БД гарантированно будет в корректном состоянии. Эти правила определяются для множества первичных ключей {IDo, IDa, IDpar, IDz} и соответствующих им внешних ключей. При этом необходимо учитывать одно обстоятельство. Пусть R1 и R2 — соответственно ссылающееся и ссылочное отношение (R2— Rl). Пусть для данного ссылочного ограничения установлено правило каскадного удаления: удаление кортежа из R1 инициирует удаление соответствующих кортежей из R2. Пусть существует отношение R3, ссылающееся на R2 (R3— R2— RI). Для ссылочной зависимости R3— R2 по правилу внешних ключей или по какой-либо другой причине может не выполняться правило неявного удаления кортежей из R3, т.е. не будет выполняться вся операция каскадного удаления для R3— R2— R1, и так далее, рекурсивно для любого числа уровней. Аналогичные ограничения накладываются на операцию каскадного обновления. С логической точки зрения операции обновления базы данных всегда атомарны, даже если выполняют несколько операций обновления нескольких отношений.

Метод построения уточненной структуры баз данных, нормализованных на основе операций выборки и соединения

В реляционных БД нередко встречаются особые случаи связи двух отношений, когда в дочернем отношении присутствуют более одного внешнего ключа по отношению к первичному ключу родительского отношения, или существует несколько альтернативных ссылочных путей между двумя отношениями. В таких случаях родительское отношение выступает одновременно в нескольких ролях по отношению к дочернему отношению. Под ролью будем понимать описание одной такой конкретной связи.

Основными сущностями предметной области реляционная модель данных являются: отношение, атрибут, атомарное значение, связь. Дополнительно определяется сущность роль. Между указанными объектами существуют определенные типы взаимоотношений. Сущности отношение и роль связаны взаимоотношением «один-ко-многим». Сущности отношение и атрибут связаны взаимоотношением «многие-ко-многим», например, атрибуты системы ключей присутствуют одновременно в нескольких отношениях. В общем случае сущности атрибут и атомарное значение связаны взаимоотношением «многие-ко-многим»: одному атрибуту могут принадлежать несколько атомарных значений и одно атомарное значение может принадлежать нескольким атрибутам, что порождает очевидные аномалии обработки информации. Задачей нормализации на основе операций проекции и соединения является снижение арности такой связи на стороне атрибут с целью свести взаимоотношение к типу «один-ко-многим». Альтернативой нормализации является разработка структуры, реализующей напрямую взаимосвязь между сущностями атрибут и атомарное значение.

Пусть в рассматриваемом примере необходимо учитывать для каждого филиала не только город местонахождения, но также город расположения приемной комиссии филиала, в случае если она расположена в другом городе. Тогда для фрагмента БД отношение филиал в 1НФ можно представить в виде таблицы 14.

Зависимости IDg— город местонахождения и IDg_pk— город приемной комиссии являются функциональными, и после проведения процедуры нормализации должны быть получены три проекции: город местоположения {IDg, город}, город приемной комиссии {IDg_pk, город}, филиал {IDf, IDg, IDgjpk, филиал}. Полученная структура обладает особым типом избыточности: атрибут город присутствует в нескольких отношениях и при этом обладает единственной интерпретацией. Такая избыточность порождает очевидные аномалии обработки информации, так как добавлять, удалять и изменять кортежи отношений город местонахождения и город приемной комиссии надо исключительно парами. Кроме того, отношения город местоположения и город приемной комиссии обладают однотипным набором информативных атрибутов, которые могут быть выбраны на роль потенциальных ключей. Данный факт позволяет считать, что оба отношения описывают однотипные (практически одни и те же или, по крайней мере, с одинаковыми свойствами) объекты предметной области. Поэтому декомпозиция исходного отношения филиал должна быть произведена на две проекции: город {IDg, город} с первичным ключом IDg, филиал {IDf, IDg, IDgjpk, филиал} с первичным ключом IDfn внешними ключами IDg, IDgjpk. ER-диаграмма будет выглядеть следующим образом (рисунок 9): филиал

Каждая из связей между городом и филиалом определяется по внешнему ключу отношения филиал: если отношения связываются по ключу IDg, то определяется город месторасположения филиала; если отношения связываются по ключу IDgjpk, то определяется город расположения приемной комиссии филиала.

В разработанной ранее структуре БД реляционной модели данных (рисунок 7) отношение связь построено из «безликих» зависимостей между значениями атрибутов отношений. Реализация возможности существования более одной связи между отношениями должна быть проведена за счет системы ключей внешней модели. Для этого должны быть проведены дополнительные изменения структуры. Действительно, если взять за основу нормализации отношение, представленное в таблице 9, получим для последнего примера отношение (таблица 15):

Похожие диссертации на Гидродинамические задачи распыления жидкости в электрическом поле