Нормализация отношений

5.1. Необходимость нормализации.
Проблемы использования единственного отношения

Отношения реляционной БД содержат как структурную, так и семантическую (смысловую) информацию. Структурная информация задается схемой отношения, а семантическая выражается функциональными связями между атрибутами, известными и учитываемыми в схеме.

Состав атрибутов отношений БД должен удовлетворять двум основным требованиям:

- между атрибутами не должно быть нежелательных функциональных зависимостей;

- группировка атрибутов должна обеспечивать минимальное дублирование данных, их обработку и обновление без трудностей.

Удовлетворение этих требований достигается нормализацией отношений БД.

Нормализация отношений – это пошаговый обратимый процесс декомпозиции (разложения) исходных отношений БД на другие, более мелкие и простые отношения. При этом устанавливаются все возможные функциональные зависимости [I].

Существуют несколько причин, почему в БД данных в некоторых случаях не следует использовать единственное отношение. Это обусловлено тем, как будет использоваться конкретная БД, какова ее структура и какое воздействие на данные в единственном отношении будут оказывать определенные операции.

Различают три основные проблемы:

- проблема, обусловленная необходимостью включения новых кортежей:

- проблема, возникающая при необходимости удаления кортежей (строк-записей);

- проблема, связанная с обновлением (модификацией) данных в базе данных.

Выделенные выше проблемы обычно называют аномалиями добавления, удаления и обновления, понимая под аномалией отклонение от нормы.

Как уже отмечалось выше, серьезной проблемой является избыточность данных, которая всегда свидетельствует о возможности модификации только части требуемых данных с помощью операции обновления. Вместе с тем существует довольно высокая вероятность того, что оставшаяся часть требуемых данных останется в первоначальном виде. Это, в свою очередь, приведет к противо­речивости данных.

Отношение может характеризоваться как явной, так и неявной избыточностью данных. Явная избыточность заключается в том, что одни и те же значения одного или нескольких атрибутов могут появляться в отношении несколько раз. Явная избыточность довольно легко обнаруживается, что позволяет ее устранить практически сразу, как только начнется заполнение данного отношения. Неявная избыточность заключается в следующем. Предположим, что имеется БД об отдыхающих, проживающих в некоторой гостинице (рис.3.1). В данном случае, неявная избыточность обнаруживается в том, что один и тот же номер телефона имеют все гости, проживающие в одной комнате. В данном случае, если станет известно, что у первого гостя изменился номер телефона и стал 22-22, то телефонный номер будет изменен только в кортеже, который содержит телефонный номер гостя с номером 1, и правильный номер телефона, расположенного в комнате номер 12. будет фактически утерян, поскольку в отношении будут присутствовать два различных телефонных номера (22-22 и 22-12) для одной комнаты (с номером 12). Это к тому же приведет к ошибочному выполнению запроса о телефонном номере комнаты с номером 12.

Гости
Гость #	Комната	Телефон
		22-12
		22-14
		22-19
		22-12

Рис.3.1

Проблема, связанная с удалением, возникает при необходимости удалить один или несколько атрибутов записи: в этом случае приходится удалять всю запись целиком. Это, в свою очередь, приводит к исключению информации о данном объекте в БД в целом, хотя требовалось удалить лишь некоторую часть информации об объекте (несколько полей записи).

Дата добавления: 2014-01-13