Нормалізовання відношень в базах даних

Необхідність нормалізації файлів БД, окрім вирішення проблем виключення дублювання та втрати приєднаних записів, обумовлюється ще щонайменше двома обставинами: по-перше, розумним бажанням групувати дані за їх змістом, що дозволяє спростити багато процедур в БД – від організації розмежування доступу до підвищення оперативності пошуку даних; по-друге,

прагненням розробити БД У вигляді сукупності уніфікованих блоків, що може полегшити модернізацію окремих частин бази, а також викор-ти таблиці однієї БД в інших. Нормалізація відношень — це ітераційний

зворотний процес декомпозиції початкового відношення на кілька простіших відношень меншої розмірності. Під зворотністю процесу розуміють те, що

операція об'єднання відношень, здобутих у результаті декомпозиції, має дати початкове відношення. У результаті нормалізації склад атрибутів

відношень БД має відповідати таким вимогам: • між атрибутами мають виключатися небажані функціональні залежності; • групування атрибутів не

повинно мати збиткового дублювання даних; • забезпечувати обробку і поновлення атрибутів без ускладнень. Апарат нормалізації був розроблений

Е.Ф. Коддом. Кожна нормальна форма обмежує тип допустимих залежностей між атрибутами. Кодд виділив 3 нормальні форми (скорочена назва 1НФ, 2НФ

і ЗНФ). Найдосконаліша з них — це ЗНФ. Тепер уже відомі і визначені 4НФ, 5НФ. Схема етапів нормалізації відношень. 1-й крок (1-ша ітерація) —зведення відношень до 1-ої НФ. Відношення в 1НФ мають відповідати таким вимогам: • усі атрибути відношення мають бути атомарними, тобто неподільними; • усі рядки таблиці мають бути однакової структури, тобто

мати одну й ту саму кількість атрибутів з іменами, що відповідно збігаються; • імена стовпців мають бути різними, а значення однорідними (мати однаковий формат); • порядок рядків у таблиці неістотний. Кожне

відношення БД містить як структурну, так і семантичну інформацію.

Структурна інформація задається схемою відношення, а семантична виражає функціональні зв'язки між атрибутами. На 2-му кроці (2-га ітерація) нормалізації виявляються ключі атрибути та аналізуються відповідні

залежності з метою вилучення неповних ункціональних залежностей.

Означення 1. Атрибут Б функціонально залежить від А у відношенні К тоді коли в кожний момент часу одному й тому самому значенню А відповідає не більш як одне значення Б. Функціональній залежності відповідає

відношення 1:1 між атрибутами. Означення 2. Атрибут перебуває у повній функціональній залежності, якщо він залежить від усього ключа і не залежить від його складових. Якщо відношення має неповні функціональні залежності, то виконують його декомпозиції на 2 чи більше інших відношень, які не мають неповних функц-них залежностей і об'єднання яких дасть початкове відношення. 3-й крок (3-тя ітерація) нормалізації — це вилучення транзитивних залежностей. Відношення в 2НФ має аналізуватися

на присутність транзитивних залежностей. Транзитивна залежність — це залежність між неключовими атрибутами. ТЗ вилучаються також за допомогою

декомпозиції відношення на інші два чи більше відношень, які не містять транзитивних відношень і об'єднання яких дасть початкове відношення. На

4-му кроці (4-та ітерація) нормалізації виконується аналіз на присутність незалежних багатозначних залежностей у відношенні. Якщо вони є, то виконується декомпозиція відношення. Багатозначна залежність — це різновид функціональної залежності. Означення 3. Відношення R міститься в 4НФ, коли в структурі багатозначної залежності, яка визначена на

множині атрибутів, є лише тривіальні чи такі нетривіальні багатозначні залежності, що ліва частина будь-якої з них є ключем. Атрибут А багатозначно визначає атрибут В у відношенні R (А *, В, С), якщо В

залежить лише від А при будь-яких його комбінаціях з іншими атрибутами відношення. 5НФ усуває надлишковість і водночас аномалії поповнення

БД.Отже, нормалізація відношень усуває між атрибутами такі залежності: неповні функціональні, транзитивні, нетривіальні (незалежні) багатозначні. Усуваючи ці залежності, виключаємо дублювання даних і можливість виникнення аномалій при виконанні операцій поповнення, заміни та вилучення даних з БД. Крім того, нормалізована база даних вимагає

значно менше пам'яті для її зберігання, ніж ненормалізована база даних.

При проведенні нормалізації на кожному кроці перевіряється належність файла певній нормальній формі. Якщо він належить цій нормальній формі,

перевіряється, чи знаходиться він у наступній, і так до 5 НФ. Належність файла певній формі задає необхідні, але недостатні умови для перебування в наступній формі.

Дата добавления: 2015-05-24