5. Нормализация: цели, избыточность данных и аномалии обновления, понятие функциональной зависимости, нормальные формы(1нф, 2нф, 3нф, нфбк).

Процесс преобразования базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Цель нормализации сводится к получению такого проекта базы данных, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации. Это делается не столько с целью экономии памяти, сколько для исключения возможной противоречивости хранимых данных. Избыточность данных . Данные не должны быть избыточными; существует несколько причин, почему дублирование данных следует стремиться свести к минимуму. Например, нет необходимости хранить домашний адрес сотрудника компании более, чем в одной таблице, поскольку при этом непроизводительно расходуется дисковое пространство. Кроме того, может возникнуть невообразимая путаница, когда, например, адрес сотрудника в одной таблице не соответствует его же адресу в другой. Аномалии обновления (UPDATE). Фамилии сотрудников, наименования проектов, номера телефонов повторяются во многих кортежах отношения. Поэтому если сотрудник меняет фамилию, или проект меняет наименование, или меняется номер телефона, то такие изменения необходимо одновременно выполнить во всех местах, где эта фамилия, наименование или номер телефона встречаются, иначе отношение станет некорректным (например, один и тот же проект в разных кортежах будет называться по-разному). Таким образом, обновление базы данных одним действием реализовать невозможно. Для поддержания отношения в целостном состоянии необходимо написать триггер, который при обновлении одной записи корректно исправлял бы данные и в других местах. Причина аномалии - избыточность данных, также порожденная тем, что в одном отношении хранится разнородная информация. Функциональная зависимость – описывает связь между атрибутами отношений. Например если в отношении R, которое содержит атрибуты А и Б, атрибут Б функционально зависит от атрибута А, то каждое значение атрибута А связано только с одним значением атрибута Б. Причем атрибуты А и Б могут состоять из одного или нескольких атрибутов. Первая нормальная форма (1НФ) – отношения, в которых на пересечении каждой строки и каждого столбца содержится одно и только одно значение. 2НФ – отношения, которые находятся в 1НФ, и каждый атрибут которого, не входящий в состав первичного ключа, характеризуется полной функциональной зависимостью от этого первичного ключа. 3НФ – отношения, которые находятся в первой и во второй нормальных формах и не имеют атрибутов, не входящих в первичный ключ атрибутов, которые находились бы в транзитивной функциональной зависимости от этого первичного ключа – отсутствие транзитивных зависимостей от первичного ключа. Нормальная форма Бойса Кода – отношения находятся в НФБК тогда и только тогда, когда каждый его детерминант является потенциальным ключом.