В таблицах 1.9 и 1.10 отсутствуют недостатки, указанные выше. Таким образом, проектирование БД о поставках деталей внутри предприятия завершено.

Примечание – Как было показано выше, в данном примере имелось два возможных ключа. (Цех-потребитель, Деталь) и (Цех-потребитель, Цех-поставщик). В рассматривае-

мом примере в качестве ключа использовалась комбинация атрибутов (Цех-потребитель, Деталь). Если бы в качестве ключа была выбрана комбинация (Цех-потребитель, Цехпоставщик), то потребовалось бы приведение таблицы к 2НФ из-за наличия неполной функциональной зависимости: атрибут Деталь зависел бы от части ключа Цех-поставщик. Результатом приведения к 2НФ (см. подраздел 1.4) были бы таблицы 1.9 и 1.10.

1.7Четвертая нормальная форма

Недостатки (аномалии) таблиц в нормальных формах, рассмотренных ранее (1НФ, 2НФ, 3НФ) были связаны с условиями, когда некоторые атрибуты зависят не от ключа, а от части ключа (1НФ) или от неключевого атрибута (2НФ, 3НФ). Другой причиной аномалий могут быть многозначные зависимости. Атрибут A многозначно определяет атрибут B (обозначается как A —>> B), если одному значению атрибута A всегда соответствует определенный набор значений атрибута B. Аномалии возникают, если в одной таблице имеется несколько многозначных зависимостей.

Пример – Разрабатывается БД о преподавателях вуза. Пусть требуется хранить в БД следующие данные о каждом преподавателе: табельный номер; фамилия; преподаваемые курсы; иностранные языки, которыми владеет преподаватель.

В таблице 1.11 приведен фрагмент БД с данными об одном преподавателе (табельный номер – 115, фамилия – Иванов, преподает курсы “Теория вероятностей”, “Численные методы” и “Дискретная математика”, знает английский и французский языки).

Таблица 1.11 – БД о преподавателях вуза

Таблица 1.11 приведена к 1НФ. Она явно имеет недостатки, например, очень большую избыточность. Однако легко убедиться, что по-другому привести таблицу к 1НФ (т.е. обеспечить, чтобы в каждом поле таблицы содержалось одно значение) невозможно.

Ключ в таблице 1.11 – комбинация атрибутов (Табельный номер, Преподаваемый курс, Иностранный язык). Таблица не находится в 2НФ, так как атрибут Фамилия зависит от части ключа (от табельного номера). Результатом приведения к 2НФ (см. подраздел 1.4) являются таблицы 1.12 и 1.13.

17

Таблица 1.12 – Фамилии

Таблица 1.13 – Сведения о преподавателях

Таблицы 1.12 и 1.13 находятся в 2НФ, 3НФ и НФБК. В то же время очевидно, что таблица 1.13 имеет ряд взаимосвязанных недостатков:

− избыточность данных: информация о преподаваемых курсах и иностранных языках хранится многократно. Если преподаватель преподает M курсов и знает N иностранных языков, то для хранения данных об этом требуется M N записей;

−аномалия добавления (ввода): например, если преподаватель, знающий N языков, начнет преподавать новый курс, то потребуется добавить N строк;

−аномалия удаления: если преподаватель, знающий N языков, перестанет преподавать некоторый курс, то потребуется удалить N строк;

−аномалия обновления: если изменится название курса, то его потребуется изменять N раз, и в течение некоторого времени один и тот же курс в таблице будет называться по-разному.

Причина этих недостатков – наличие в таблице 1.13 двух многозначных

зависимостей: Табельный номер —>> Преподаваемый курс, Табельный номер —>> Иностранный язык.

Таблица находится в четвертой нормальной форме (4НФ), если она находится в НФБК и содержит не более одной многозначной зависимости.

Если таблица содержит несколько многозначных зависимостей (A —>> B), то требуется выделить каждую из них в отдельную таблицу.

Для рассматриваемого примера, чтобы привести таблицу 1.13 к 4НФ, требуется выделить в отдельные таблицы многозначные зависимости Табельный номер —>> Преподаваемый курс, Табельный номер —>> Иностранный язык.

Результатом будут таблицы 1.14 и 1.15. Таблица 1.14 – Преподаваемые курсы

18

Таблица 1.15 – Знание языков

Таким образом, БД о преподавателях вуза, приведенная к 4НФ, состоит из трех таблиц: 1.12, 1.14, 1.15.

1.8Другие нормальные формы

Внастоящее время в теории баз данных известны также пятая, шестая и седьмая нормальные формы. Однако недостатки, для устранения которых требовалось бы приведение к этим нормальным формам, на практике встречаются крайне редко. Подробности о нормальных формах более высоких порядков имеются, например, в [6].

19