Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации

При проектировании базы данных реляционной СУБД основной целью разработки логической модели данных является создание точного представления данных, связей между ними и требуемых ограничений. Для этого прежде всего необходимо определить подходящий набор отношений. Метод, используемый для подбора отношений, называется нормализацией.

Нормализация отношений - это процесс построения оптимальной структуры таблиц и связей в реляционной БД (процесс уменьшения избыточности информации).

В процессе нормализации данные группируются в таблицы, представляющие классы объектов и их взаимодействие.

Цели, которые преследуются при построении наиболее эффективной структуры данных:

1) обеспечить быстрый доступ к данным;

2) исключить избыточность данных, которое может являться причиной ошибок при вводе, а также привести к нерациональному использованию дискового пространства;

3) обеспечить целостность данных, то есть чтобы при изменении одних объектов автоматически происходило соответствующее изменение связанных с ними объектов.

При работе с отношениями, содержащими избыточные данных, могут возникать проблемы, которые называются аномалиями обновления и подразделяются на аномалии вставки, удаления и модификации.

В теории реляционных баз данных обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

· первая нормальная форма (1НФ);

· вторая нормальная форма (2НФ);

· третья нормальная форма (3НФ);

· нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК);

· четвертая нормальная форма (4НФ);

· пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5НФ).

Основные свойства нормальных форм:

· каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей;

· при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных свойств сохраняются.

В основе процесса проектирования лежит метод нормализации, декомпозиция отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, в два или более отношения, удовлетворяющих требованиям следующей нормальной формы. Каждая последующая форма должна отвечать требованиям предыдущих плюс некоторые дополнительные требования.