🗊Презентация Нормалізація. Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормалізація

Нормалізація

Нормалізація Нормалізація – формальний метод аналізу відношень на основі їх потенційних ключів та існуючих функціональних залежностей. Нормалізація - послідовне зведення заданого набору змінних відношень до деякої більш бажаної форми.

Нормальні форми Перша нормальна форма Друга нормальна форма Третя нормальна форма Нормальна форма Бойса-Кодда Четверта нормальна форма П'ята нормальна форма

Нормальні форм

Перша нормальна форма

Перша нормальна форма

Перша нормальна форма Змінна відношення знаходиться у 1НФ тоді і тільки тоді, коли в будь-якому допустимому значенні цієї змінної відношення кожний її кортеж містить тільки одне значення для кожного з атрибутів.

Декомпозиція без втрат

Декомпозиція без втрат

Теорема Хіта Нехай R{А, B, С} є змінною відношенням, де А, B і C — множини атрибутів цієї змінної відношення. Якщо R задовольняє функціональній залежності А→B, то R дорівнює з'єднанню її проекцій по атрибутам {А,В} і {А,С}. Декомпозиція змінної відношення R на проекції R1, R2, ..., Rn виконується без втрат, якщо R дорівнює з'єднанню R1, R2, ..., Rn.

Діаграми функціональних залежностей

Перша нормальна форма

Перша нормальна форма

Аномалії оновлення Операція INSERT. Не можна помістить в змінну відношення FIRST інформацію про те, що деякий постачальник знаходиться в певному місті, до тих пір поки цей постачальник не здійснить поставку хоча б одної деталі. Операція DELETE. Якщо із змінної відношення FIRST видалити кортеж, який є єдиним для деякого постачальника, буде видалена не тільки інформація про поставку постачальником деякої деталі, але також інформація про те, що цей постачальник знаходиться в певному місті. Операція UPDATE. У загальному, назва міста для кожного постачальника повторюється в змінній відношенні FIRST декілька разів, і ця збитковість призводить до виникнення проблем при оновленні.

Перша нормальна форма

Друга нормальна форма

Друга нормальна форма

Друга нормальна форма Операція INSERT. Інформацію про те, що постачальник з номером S5 знаходиться в Афінах, можна помістити в базу даних, додавши відповідний кортеж в змінну відношення SECOND, причому навіть в тому випадку, якщо він на даний момент не постачає жодної деталі. Операція DELETE. Тепер цілком можливо видалити інформацію про поставку деталі з номером Р2 постачальником з номером S3. Операція UPDATE. У вдосконаленій структурі назва міста для кожного постачальника вказується всього один раз, оскільки існує тільки один кортеж для даного постачальника в змінній відношенні SECOND.

Друга нормальна форма Змінна відношення знаходиться в другій нормальній формі тоді й тільки тоді, коли вона перебуває в першій нормальній формі й кожний неключовий атрибут незвідно залежить від її первинного ключа.

Друга нормальна форма Перший етап процедури нормалізації полягає у створенні проекцій, які дозволяють виключи функціональні залежності, що не є незвідні. Нехай дана змінна відносини R, що має наступний вид. R {А, В, С, D} PRIMARY KEY {А, В} /* А → D */ Процедура нормалізації передбачає заміну цієї змінної відношення наступними двома проекціями, R1 і R2. R1 {A, D} PRIMARY KEY {A} R2 {А, В, С} PRIMARY KEY {А, В} FOREIGN KEY {A} REFERENCES R1 Змінна відношення R завжди може бути відновлена за допомогою з'єднання змінних відношень R1 і R2 по зовнішньому ключу й відповідному йому первинному ключу цих змінних відношень.

Третя нормальна форма

Аномалії оновлення Операція INSERT. Не можна помістити в базу даних відомості про те, що певне місто характеризується деяким статусом, доти, поки в цьому місті не з'явиться певний постачальник. Операція DELETE. При видаленні зі змінної відношення SECOND кортежу для деякого міста, представленого в ній цим єдиним кортежем, будуть вилучені не тільки відомості про постачальника з даного міста, але й інформація про те, який статус відповідає самому місту. Операція UPDATE. У змінній відношенні SECOND значення статусу для кожного міста повторюється кілька раз (тому вона усе ще має деяку надмірністю).

Третя нормальна форма

Третя нормальна форма

Третя нормальна форма Змінна відношення знаходиться в третій нормальній формі тоді й тільки тоді, коли вона перебуває в другій нормальній формі й жоден неключовий атрибут не є транзитивно залежним від її первинного ключа.

Третя нормальна форма Другий етап нормалізації полягає в створенні проекцій для усунення транзитивних залежностей. Нехай дана змінна відношення R, що має наступний вид. R { А, В, С } PRIMARY KEY { A } /* В → C */ Процедура нормалізації передбачає заміну змінної відносини R наступними двома проекціями, R1 і R2. R1 { В, С } PRIMARY KEY { В } R2 { А, В } PRIMARY KEY { A } FOREIGN KEY { В } REFERENCES R1 Змінна відношення R може бути відновлена за допомогою з'єднання змінних відношень R1 і R2 по зовнішньому ключу й відповідному йому первинному ключу цих змінних відношень.

Третя нормальна форма Рівень нормалізації змінної відношення визначається семантикою, а не конкретним значенням цієї змінної в певний момент часу. Інакше кажучи, за конкретним значенням деякої змінної відносини неможливо визначити, чи перебуває вона, наприклад, у ЗНФ. Для цього необхідно також знати, які функціональні залежності визначені в розглянутій змінній відношенні. Навіть знаючи про залежності в деякій змінній відношенні, не можна на підставі конкретного її значення довести, що вона перебуває в ЗНФ.

Збереження залежностей

Збереження залежностей

Збереження залежностей Концепція незалежних проекцій надає критерій вибору одного з можливих варіантів декомпозиції. Проекції R1 і R2 змінної відношення R будуть незалежні тоді й тільки тоді, коли дотримуються наступні вимоги: кожна функціональна залежність у змінній відношенні R є логічним наслідком функціональних залежностей у її проекціях R1 і R2; загальні атрибути проекцій R1 і R2 утворюють потенційний ключ принаймні для однієї із цих двох проекцій.

Нормальна форма Бойса-Кодда Змінна відношення знаходиться в нормальній форм Бойса-Кодда тоді й тільки тоді, коли кожна її нетривіальна й незвідна зліва функціональна залежність, має в якості детермінанта потенційний ключ.

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда Дано змінну відношення EXAM з атрибутами S (студент), J (предмет) і Р (позиція). Кожний кортеж (s, j, р) змінної відношення EXAM відображає відомості про те, що деякий студент s екзаменується по певному предмету j і займає певну позицію р в екзаменаційній відомості. Крім того, ніякі два студенти не можуть займати ту саму позицію в екзаменаційній відомості, яка відноситься до того самого предмету.

Нормальна форма Бойса-Кодда

Нормальна форма Бойса-Кодда Змінна відношення знаходиться в нормальній форм Бойса-Кодда тоді й тільки тоді, коли кожна її нетривіальна й незвідна зліва функціональна залежність, має в якості детермінанта потенційний ключ.