Цели проектирования БД и универсальное отношение. Нормализация, функциональные и многозначные зависимости

Все БД разделяются на 2 вида: 1)прикладные- объединяют все данные необходимые для решения одной или нескольких прикладных задач. 2)предметные-объединяют все данные относящиеся к какой либо предметной области. Основная цель проектирования БД – это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте в том числе исключение потенциальных ошибок ввода одной и той же информации в разные поля. Так называемый, "чистый" проект БД ("Каждый факт в одном месте") можно создать, используя методологию нормализации отношений

Таблица на Рис. 2 представляет собой экземпляр корректного универсального отношения. В одно универсальное отношение включаются все представляющие интерес атрибуты, и оно может содержать все данные, которые предполагается размещать в БД в будущем. Для малых БД (включающих не более 15 атрибутов) универсальное отношение может использоваться в качестве отправной точки при проектировании БД.

Может быть, для проектирования БД достаточно универсальное отношение и не стоит разбивать его на более мелкие таблицы. Разбивать надо, т.к. при использовании универсального отношения возникают следующие проблемы.

1. Избыточность. Данные практически всех столбцов многократно повторяются.

2. Потенциальная противоречивость (аномалии обновления). Вследствие избыточности можно обновить адрес поставщика в одной строке, оставляя его неизменным в других.

3. Аномалии включения. В БД не может быть записан новый поставщик, если поставляемый им продукт не используется ни в одном блюде.

4. Аномалии удаления. Обратная проблема возникает при необходимости удаления всех продуктов, поставляемых данным поставщиком или всех блюд, использующих эти продукты. При таких удалениях будут утрачены сведения о таком поставщике.

Многие проблемы этого примера исчезнут если выделить в отдельные таблицы сведения об отдельных блюдах, рецептах, расходе продуктов, и их поставщиках, а так же создать связывающие таблицы состав и поставки, т.е. нормальзовать универсальное отношение.

Нормализация – это разбиение таблицы на две или более, обладающих лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных. Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта базы данных, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации. Это делается не столько с целью экономии памяти, сколько для исключения возможной противоречивости хранимых данных.

каждая таблица в реляционной БД удовлетворяет условию, в соответствии с которым в позиции на пересечении каждой строки и столбца таблицы всегда находится единственное атомарное значение, и никогда не может быть множества таких значений. Любая таблица, удовлетворяющая этому условию, называется нормализованной. Всякая нормализованная таблица автоматически считается таблицей в первой нормальной форме, сокращенно 1НФ. Теория нормализации основывается на наличии той или иной зависимости между полями таблицы. Определены два вида таких зависимостей: функциональные и многозначные.

69. Нормальные формы

Таблица находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и только тогда, когда ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто (1НФ не соответствует только таблица Рис. 1)

Таблица находится во второй нормальной форме (2НФ), если она удовлетворяет определению 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом (2НФ не соответствует таблицыРис. 1 и Рис. 2)

Таблица находится в третьей нормальной форме или форме Бойса-Кодда (3НФ или НФБК), если и только если любая функциональная зависимость между его полями сводится к полной функциональной зависимости от возможного ключа (Таблицы Блюда и Продукты, Рис. 3 находятся в 3НФ)

Таблица находится в пятой нормальной форме (5НФ) тогда и только тогда, когда в каждой ее полной декомпозиции все проекции содержат возможный ключ. Таблица, не имеющая ни одной полной декомпозиции, также находится в 5НФ.

Четвертая нормальная форма (4НФ) является частным случаем 5НФ, когда полная декомпозиция должна быть соединением ровно двух проекций. Весьма не просто подобрать реальную таблицу, которая находилась бы в 4НФ, но не была бы в 5НФ.

Дата добавления: 2015-04-24