2.7 Пример анализа отношений базы данных на третью нормальную форму

Рассмотрим анализ базы данных «ГИБДД» на третью нормальную форму (рисунок 1.27). Все отношения базы данных находятся в первой нормальной форме, так как атрибуты отношений не являются множеством или списком. Отношения «Тип телефона », «Тип нарушения», «Район» находятся в третьей нормальной форме, так как количество атрибутов в отношениях меньше трех. Отношения «Адрес», «Владелец», «Нарушение» находятся во второй нормальной форме. Проверим, находятся ли отношения «Транспортное средство», «Телефон», «Нарушение_Тр.средство» во второй нормальной форме. Выполним анализ отношения «Транспортное средство» на наличие частичных функциональных зависимостей. В этом отношении один составной ключ<Номер паспорта, гос.номер>. От части ключа атрибуты, не входящие в ключ и не являющиеся атомарными ключами, не зависят. Действительно: Номер паспорта-/->Мощность двигателя, Номер паспорта-/->Марка, Номер паспорта-/->Дата выпуска. Аналогично нет зависимостей и для части ключа Гос.номер. То есть отношение находится во второй нормальной форме. Аналогично в отношении «Нарушение_Тр.средство» отсутствуют зависимости атрибута, не входящего в ключ, <Код типа нарушения> от частей составного ключа <Номер паспорта, гос.номер,номер протокола>. В отношении «Телефон» отсутствуют зависимости атрибута «Код типа телефона» от частей составного ключа «Номер паспорта, номер телефона». То есть отношения «Нарушение_Тр.средство» и «Телефон» также находятся во второй нормальной форме. Отношения «Телефон» и «Нарушение_Тр.средство» находятся и в третьей нормальной форме, так как для проверки на наличие транзитивных зависимостей в отношениях кроме ключа должно быть как минимум два атрибута, а в этих отношениях имеется только один атрибут. Проверим, находятся ли в третьей нормальной форме отношения «Адрес», «Владелец», «Транспортное средство» и «Нарушение». Например, «Адрес» в отношении «Нарушение» имеются следующие зависимости: Номер протокола → Место нарушения -/->Дата нарушения, Номер протокола →Дата нарушения -/-> Место нарушения, то есть отсутствуют транзитивные зависимости и отношение находится в третьей нормальной форме. Аналогично, в отношениях «Адрес», «Владелец», «Транспортное средство» отсутствуют связи между атрибутами, не входящими в ключ, отсюда эти отношения так же находятся в третьей нормальной форме.

В заключение данного раздела еще раз отметим, что теория реляционных баз данных лежит в основе алгоритмов реализующих операции над реляционными данными, реализации ограничений целостности данных, а также определяет правила преобразования базы данных в системах OLTP, ее нормализации для увеличения эффективности работы с базами данных в таких системах. Следует отметить, что вопросы, связанные с нормализацией отношений и приведением к той или иной нормальной форме решаются проектировщиками баз данных с учетом целей системы. Нормализация устраняет избыточность хранения данных и нежелательные эффекты при ведении данных, но увеличивает число взаимосвязанных отношений и тем самым замедляет операции выборки данных, выполнения запросов к базе данных. Так в базах данных, предназначенных для систем OLAP отношения даже не находятся в первой нормальной форме.

В следующем разделе будут рассмотрены вопросы, связанные с физической организацией баз данных, знание которых также существенно влияет на разработку баз данных и последующую эффективную работу с системами баз данных.