Элементы теории нормализации

Введем ряд терминов.

Объектным отношением является двумерная таблица, в которой представлены атрибуты и их значения некоторого объекта. При этом атрибуты иногда называют доменами, а экземпляр объекта – строка-запись.

Ключом или ключевым атрибутом называют атрибут, однозначно характеризующий экземпляр объекта (должен иметь уникальное значение).

Составным ключевым атрибутом называют ключ из нескольких атрибутов.

Связным отношением называют отношение, составленное из ключевых атрибутов объектных отношений. При этом связному отношению могут сопутствовать атрибуты, не входящие не в одно объектное отношение.

С помощью связных отношений можно обеспечить поиск информации по всем объектным и связным отношениям, т.к. связные отношения обеспечивают системное (многостороннее) отображение объекта информатизации.

Так же как в матричном анализе, отношения характеризуются объемом, т.е. количеством атрибутов (доменов) и количеством строк. Особенно важны эти характеристики в реляционной алгебре.

Первая нормальная форма (1 н.ф.) требует, чтобы имена атрибутов были несоставными (простые), а значения атрибутов однозначные.

Данная форма в реляционной базе данных не допускается.

ФИО	спорт
	Вид спорта	разряд

Требует данного простого вида

ФИО	Вид спорта	Спортивный разряд

Для того чтобы привести к 1Н.Ф. возможно увеличить количество атрибутов, если они составные; увеличивается количество строк, если значения атрибутов неоднозначные.

Наименование	Рейс	№
Теплоход «Карелия»	Самара-Астрахань Астрахань-Самара
Поезд «Жигули»	Самара-Москва Москва-Самара

наименование	Рейс	№
Теплоход «Карелия»	Астрахань-Самара
Теплоход «Карелия»	Самара-Астрахань
Поезд «Жигули»	Самара-Москва
Поезд «Жигули»	Москва-Самара

Функциональные зависимости в реляционных базах данных:

1) Вид зависимости

Частичная зависимость не ключевых атрибутов от ключевых.

2) Полная зависимость не ключевых элементов от ключевых (в любом случае, либо он простой [ключ], либо составной).

3) Транзитивная зависимость: если А→B→D, то A→D.

Когда влияние не ключевых элементов от ключевых посредством промежуточного атрибута.

4) Обратная транзитивная зависимость: если А→B→D, то D→ A,

когда существует зависимость ключевых элементов от не ключевых.

5) 1:N (1 к N) одному значению атрибутов соответствует несколько значений других атрибутов.

6) N: 1 (многомерная зависимость).

7) N: М (многомерная зависимость).

Теория нормализации не избавляет объектные и связные отношения от перечисленных зависимостей, но локализует их в частных, более мелких отношениях.

Есть отношения преподаватель (ФИО, должность, кафедра, телефон, предмет).

Курс – Предмет (предмет, семестр, факультет, количество часов).

Есть функциональная зависимость между ними, тогда схема декомпозиции отношения F(A,B,C,D,E) может выглядеть следующим образом:

Рис.4.Схема декомпозиции

Вторая нормальная форма (2 н.ф.) рассматриваем частичную или полную зависимость не ключевых элементов от ключевых и требует 2 отношения:

- одно - на отношение локализации функциональной зависимости;

- второе - на связь ключа с остальными атрибутами.

F₁ (A, B)-1-ое отношения F₂₂ (A, C, D, E)-2-ое отношение

ФИО	должность	кафедра	телефон	Предмет
A	B	C	D	E

Третья нормальная форма (3 н.Ф.). 2-ое отношение имеет транзитивную зависимость и требует 2 простых отношения.

F₂₁ (A, C) F₂₂ (C, D) А₂₃ (A, E)

ФИО	кафедра
А	С

Кафедра	телефон
С	D

ФИО	предмет
А	Е

Транзитивная зависимость локализуется на 3 простых отношениях согласно 3-ей усиленной формы, или формы Бойса – Кодда.