Нормализация отношений. Шесть нормальных форм Хабрахабр. В данной теме я затрону 6 нормальных форм и методы приведения таблиц в эти формы. Процесс проектирования БД с использование метода НФ является итерационным и заключается в последовательном переводе отношения из 1. НФ в НФ более высокого порядка по определенным правилам. Каждая следующая НФ ограничивается определенным типом функциональных зависимостей и устранением соответствующих аномалий при выполнении операций над отношениями БД, а также сохранении свойств предшествующих НФ. Используемые термины. Атрибут свойство некоторой сущности. Часто называется полем таблицы. Домен атрибута множество допустимых значений, которые может принимать атрибут. Кортеж конечное множество взаимосвязанных допустимых значений атрибутов, которые вместе описывают некоторую сущность строка таблицы. Отношение конечное множество кортежей таблица. Схема отношения конечное множество атрибутов, определяющих некоторую сущность. Отношение находится в нормальной форме БойсаКодда НФБК, если оно находится в 3НФ, и в нем отсутствовали зависимости. Иными словами, это структура таблицы, состоящей из конкретного набора полей. Проекция отношение, полученное из заданного путм удаления и или перестановки некоторых атрибутов. Функциональная зависимость между атрибутами множествами атрибутов X и Y означает, что для любого допустимого набора кортежей в данном отношении если два кортежа совпадают по значению X, то они совпадают по значению Y. Например, если значение атрибута Название компании Canonical Ltd, то значением атрибута Штаб квартира в таком кортеже всегда будет Millbank Tower, London, United Kingdom. Обозначение. Цель нормализации исключить избыточное дублирование данных, которое является причиной аномалий, возникших при добавлении, редактировании и удалении кортежейстрок таблицы. Аномалией называется такая ситуация в таблице БД, которая приводит к противоречию в БД либо существенно усложняет обработку БД. Причиной является излишнее дублирование данных в таблице, которое вызывается наличием функциональных зависимостей от не ключевых атрибутов. Аномалии модификации проявляются в том, что изменение одних данных может повлечь просмотр всей таблицы и соответствующее изменение некоторых записей таблицы. Аномалии удаления при удалении какого либо кортежа из таблицы может пропасть информация, которая не связана на прямую с удаляемой записью. Нормальной форме сильно проблематично. В частности, для таких случаев была сформулирована нормальная форма Бойса Кодда НФБК. Четвртая нормальная форма 4NF одна из возможных нормальных форм отношения реляционной базы данных. Определение 2 Пример 3 См. Нормальная форма БойсаКодда BCNF. Аномалии добавления возникают, когда информацию в таблицу нельзя поместить, пока она не полная, либо вставка записи требует дополнительного просмотра таблицы. Первая нормальная форма. Отношение находится в 1. НФ, если все его атрибуты являются простыми, все используемые домены должны содержать только скалярные значения. Не должно быть повторений строк в таблице. Например, есть таблица Автомобили Фирма. Модели. BMWM5, X5. M, M1. Nissan. GT R. Нарушение нормализации 1. НФ происходит в моделях BMW, т. Преобразуем таблицу к 1. НФ Фирма. Модели. BMWM5. BMWX5. MBMWM1. Нормальная Форм Бойса Кода' title='Нормальная Форм Бойса Кода' />Нормальная форма требование, предъявляемое к структуре таблиц в. Нормальная форма БойсаКодда НФБК частная форма. Отношение находится в нормальной форме БойсаКодда НФБК тогда и только тогда, когда детерминанты всех функциональных зависимостей. Нормальная форма Бойса Кодда следует по сложности сразу после третьей нормальной формы. Поэтому нормальную форму Бойса Кодда еще. Переменная отношения находится в нормальной форме Бойса Кодда. Nissan. GT RВторая нормальная форма. Лекцию Жданова О Вреде Курения. Отношение находится во 2. НФ, если оно находится в 1. НФ и каждый не ключевой атрибут неприводимо зависит от Первичного КлючаПК. Неприводимость означает, что в составе потенциального ключа отсутствует меньшее подмножество атрибутов, от которого можно также вывести данную функциональную зависимость. Например, дана таблица Модель. Фирма. Цена. Скидка. M5. BMW5. 50. 00. X5. MBMW6. 00. 00. M1. BMW2. 50. 00. GT RNissan. 50. 00. Таблица находится в первой нормальной форме, но не во второй. Цену машины зависит от модели и фирмы. Скидка зависят от фирмы, то есть зависимость от первичного ключа неполная. Исправляется это путем декомпозиции на два отношения, в которых не ключевые атрибуты зависят от ПК. Модель. Фирма. Цена. M5. BMW5. 50. 00. X5. MBMW6. 00. 00. M1. BMW2. 50. 00. GT RNissan. 50. 00. Фирма. Скидка. BMW5Nissan. Третья нормальная форма. Отношение находится в 3. НФ, когда находится во 2. НФ и каждый не ключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Проще говоря, второе правило требует выносить все не ключевые поля, содержимое которых может относиться к нескольким записям таблицы в отдельные таблицы. Рассмотрим таблицу Модель. Магазин. Телефон. BMWРиал авто. 87 3. Audi. Риал авто. Nissan. Некст Авто. Таблица находится во 2. НФ, но не в 3. НФ. В отношении атрибут Модель является первичным ключом. Личных телефонов у автомобилей нет, и телефон зависит исключительно от магазина. Таким образом, в отношении существуют следующие функциональные зависимости Модель. Требования второй нормальной формы выполняются, так как все атрибуты входят в какой то из потенциальных ключей, а неключевых атрибутов в отношении нет. Также нет и транзитивных зависимостей, что соответствует требованиям третьей нормальной формы. Тем не менее, существует функциональная зависимость Тариф. Составной первичный ключ соответствующей переменной отношения включает три атрибута. Возможна логическая аномалия, при которой определенному виду пиццы будут соответствовать лишь некоторые районы доставки из обслуживаемых рестораном районов. Для предотвращения аномалии нужно декомпозировать отношение, разместив независимые факты в разных отношениях. В данном примере следует выполнить декомпозицию на. На практике трудно найти пример реализации этого требования в чистом виде. Например, некоторая таблица содержит три атрибута Поставщик, Товар и Покупатель. Покупатель. 1 приобретает несколько Товаров у Поставщика. Покупатель 1 приобрел новый Товар у Поставщика. Тогда в силу изложенного выше требования I поставщик. Покупателю. 1 тот же самый новый Товар, а Поставщик. Покупателю 1, кроме нового Товара, всю номенклатуру Товаров Поставщика. Этого на практике не бывает. Покупатель свободен в своем выборе товаров. Поэтому для устранения отмеченного затруднения все три атрибута разносят по разным отношениям таблицам. После выделения трех новых отношений Поставщик, Товар и Покупатель необходимо помнить, что при извлечении информации например, О покупателях и товарах необходимо в запросе соединить все три отношения. Любая комбинация соединения двух отношений изгрех неминуемо приведет к извлечению неверной некорректной информации. Некоторые СУБД снабжены специальными механизмами, устраняющими извлечение недостоверной информации. Тем не менее следует придерживаться общей рекомендации структуру базы данных строить таким образом, чтобы избежать применения 4. НФ и 5. НФ. Пятая нормальная форма ориентирована на работу с зависимыми соединениями. Указанные зависимые соединения между тремя атрибутами встречаются очень редко. Зависимые соединениямежду четырьмя, пятью и более атрибутами указать практически невозможно. Доменно ключевая нормальная форма. Переменная отношения находится в ДКНФ тогда и только тогда, когда каждое наложенное на не ограничение является логическим следствием ограничений доменов и ограничений ключей, наложенных на данную переменную отношения. Ограничение по своей сути является заданием перечня или логического эквивалента перечня допустимых значений типа и объявлением о том, что указанный атрибут имеет данный тип. Ограничение ключа ограничение, утверждающее, что некоторый атрибут или комбинация атрибутов является потенциальным ключом. Любая переменная отношения, находящаяся в ДКНФ, обязательно находится в 5. НФ. Однако не любую переменную отношения можно привести к ДКНФ. Шестая нормальная форма. Переменная отношения находится в шестой нормальной форме тогда и только тогда, когда она удовлетворяет всем нетривиальным зависимостям соединения. Из определения следует, что переменная находится в 6.