Навигация
4 НОРМАЛИЗАЦИЯ ОТНОШЕНИЙ
Одна из важнейших проблем проектирования схемы БД заключается в выделении типов записей (отношений), определении состава их атрибутов. Группировка атрибутов должна быть рациональной, т. е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления.
Сначала эти вопросы решались интуитивно. Однако интуиция может подвести даже опытного специалиста, поэтому Коддом был разработан в рамках реляционной модели данных аппарат, называемый нормализацией отношений. И хотя идеи нормализации сформулированы в терминологии реляционной модели данных, они в равной степени применимы и для других моделей данных.
Коддом выделено три нормальных формы отношений. Самая совершенная из них - третья. Предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей нормальной форме. В процессе таких преобразований могут выделяться новые отношения.
Вначале введем понятие простого и сложного атрибута. Простым назовем атрибут, если значения его атомарны, т. е. неделимы. В противовес ему сложный атрибут может иметь значение, представляющее собой конкатенацию нескольких значений одного или разных доменов. Аналогами сложного атрибута может быть вектор, агрегат данных, повторяющийся агрегат.
4.1 ПЕРВАЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА
Отношение называется нормализованным или приведенным к первой нормальной форме (1НФ), если все его атрибуты простые.
Ненормализованное отношение легко сделать нормализованным. Такое преобразование может привести к увеличению мощности отношения и изменению ключа.
Функциональная зависимость. Пусть Х и Y - два атрибута некоторого отношения, Говорят, что Y функционально зависит от X, если в любой момент времени каждому значению Х соответствует не более чем одно значение атрибута Y. Функциональную зависимость можно обозначить так: Х>Y.
Полная функциональная зависимость. Говорят, что неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа, если он функционально зависит от ключа, но не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа.
4.2 ВТОРАЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА
Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа.
Чтобы отношение привести ко второй нормальной форме, необходимо:
a) построить его проекцию, исключив атрибуты, которые не находятся в полной функциональной зависимости от составного ключа;
b) построить дополнительно одну или несколько проекций на часть составного ключа и атрибуты, функционально зависящие от этой части ключа.
Транзитивная зависимость. Пусть X, Y, Z - три атрибута некоторого отношения. При этом Х>Y и Y>Z, но обратное соответствие отсутствует, т. е. Z не> или Y не>Х. Тогда говорят, что Z транзитивно зависит от X.
4.3 ТРЕТЬЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА
Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа. Рассматриваемая версия третьей нормальной формы часто называется нормальной формой Бойса-Кодда (НФБК).
4.4 ДРУГИЕ НОРМАЛЬНЫЕ ФОРМЫ
Первая нормальная форма запрещает таблицам иметь неатомарные, или многозначные атрибуты. Однако существует множество ситуаций моделирования, требующих многозначных атрибутов. Например, преподаватель в вузе отвечает за несколько дисциплин. Существует несколько решений, каждое из которых имеет определенные недостатки. Все они требуют лишней памяти из-за наличия пустых значений, либо из-за необходимости вводить избыточные данные. Те из них, в которых есть пустые значения, нарушают категорийную целостность, поскольку все атрибуты вместе составляют ключ таблицы. Эти кажущиеся связи между независимыми атрибутами можно исключить, потребовав, чтобы каждое значение атрибута сочеталось с каждым значением другого атрибута как минимум в одной строке. Условие, обеспечивающее независимость атрибутов путем обязательного повторения значений, называется многозначной зависимостью. Многозначная зависимость является таким же ограничительным условием, как функциональная зависимость. Очевидно, что поскольку они требуют огромного числа повторений значений данных, важный этап процесса нормализации состоит в избавлении от многозначных зависимостей.
Таблица имеет четвертую нормальную форму (4НФ), если она имеет 3НФ и не содержит многозначных зависимостей.
Для избавления от некоторых других аномалий были предложены еще несколько нормальных форм: пятая нормальная форма (5НФ), нормальная форма область/ключ (НФОК) и т.д. Однако они имеют очень ограниченное практическое использование.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Необходимо подчеркнуть, что настоящая работа не дает рецепта построения хорошей схемы базы данных. Она, скорее, обозначает проблему и объясняет, как ее можно решить в общем виде. Для того чтобы дать практические рекомендации необходимо выполнить следующие шаги:
1. Выбрать концептуальную модель, с помощью которой будет построена концептуальная схема;
2. Построить точное описание семантических ограничений, поддерживаемых выбранной СУБД;
3. Построить отображение выбранной концептуальной модели в модель данных, поддерживаемую СУБД.
4. Определить, что такое хорошая схема и описать методику ее построения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Интернет-ресурс
http://osp.aanet.ru/dbms/1996/03/index.htm
2. Интернет-ресурс
http://www.intuit.ru/goto/course/rdbintro
3. Интернет-ресурс
http://www.jetinfo.ru/1995/3-5/1/servbd.html
4. Никитина Т.П., Рубцов С.А. Базы данных и знаний/Под ред.д-ра техн.наук, проф. Д.О.Бытева. Изд-во ЯГТУ.-108с., 2003.
Похожие работы
... присутствует система объяснений. Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным критериям и т. п. Глава 2. Система управления базами данных 2.1 История развития СУБД Рост производительности персональных вычислительных машин спровоцировал развитие СУБД, как отдельного класса. К середине 60-х ...
... универсальный сервер часто называют сервером приложений. Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее "узких" мест в работе сети: создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и др. Файл-сервер (File ...
... технического обеспечения оснащенность ближайших объектов техникой и т.д. Данный проект позволяет вести необходимую информацию о объектах ГО и оценить в ЧС складывающеюся обстановку.7. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ ОБЪЕКТОВ ГО. 7.1. Назначение и цели создания программного продукта Данное программное средство должно выполнять технологические функции в ...
... и программных решений, на которых основаны. Серверы размещаются в так называемых серверных комнатах. Управление серверами осуществляют системные администраторы. 2. Базы данных 2.1 Понятие базы данных (БД) Основы современной информационной технологии составляют базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД), роль которых как единого средства хранения, обработки и доступа к ...
0 комментариев