1.5. Задачи нормализации реляционных таблиц

После того, как информация приведена к реляционной форме, нет ника­кой гарантии, что эти таблицы самые удачные с точки зрения их представления и ис­пользования в БД. Дело в том, что одни и те же данные могут группироваться в раз­личные отношения (таблицы). Определенный набор отношений обладает лучшими свойствами при манипуляциях с БД, если он отвечает требованиям нормализации от­ношений. Нормализация отношений - формальный аппарат ограничений на форми­рование отношений, который позволяет устранить дублирование, обеспечить непро­тиворечивость хранимых данных, уменьшает затраты на ведение баз данных. Во­просы приведения отношений к нормальным формам широко освещены в литературе по теории построения БД, в частности в [1-6]. Чаще всего выделяют 4-е нормальные формы представления реляционных таблиц. Нет никаких гарантий того, что реляци­онные таблицы, полученные после этапов преобразования, удовлетворяют этим правилам. Более того, они, скорее всего, нормальным формам не удовлетворяют.

Если данные из реляционных таблиц добавляются к таблицам суще­ствующей, нормализованной БД, а структура добавляемых данных совпадает со структурой таблиц БД, то проблема нормализации не стоит, т.к. предполагается, что БД спроектирована, нормализована и изменениям не подлежит.

Если данные из реляционных таблиц добавляются к таблицам суще­ствующей, нормализованной БД, а структура добавляемых данных не совпадает со структурой таблиц БД, то возникает проблема нормализации и преобразования структур добавляемых данных.

Если создается новая БД или к существующей БД добавляются новые таблицы, то проблема нормализации актуальна. В связи с этим следующим этапом преобразования информации таб­личного вида в файлы БД должен быть этап нормализации реляционных таблиц.

Реляционные таблицы находятся в 1-й нормальной форме, если значения в таб­лице являются атомарными для каждого атрибута таблицы. Другими словами в таб­лице не должно быть подзаголовков. Этому требованию, если следовать предложен­ным этапам преобразования информации, реляционные таблицы уже должны удовлетворять.

Реляционные таблицы находятся во 2-й нормальной форме, если никакие неключевые атрибуты не являются функционально зависимыми лишь от части ключа. Таким образом, эта форма может быть нарушена только в том случае, если ключ со­ставной (состоит из нескольких полей). Для выявления нарушений такого рода необходимо проанализировать смысловое значение полей таблицы. Вероятнее всего, это лучше сделать человеку. Однако есть надежда, что этот процесс можно автоматизировать.

Реляционные таблицы соответствуют 3-й нормальной форме, если устранены транзитивные зависимости между атрибутами отношения. Другими словами, неклю­чевые поля таблицы не должны зависеть друг от друга, а должны зависеть только от ключевого поля. Опосредовано выявить нарушение нормализации такого рода можно, если обнаружить часто повторяющиеся поля или группы полей в записях таблицы. В связи с этим процесс приведения к 3-й нормальной форме можно автома­тизировать, что и реализовано в некоторых системах управления базами данных, в частности в Microsoft Access. Однако результаты нормализации после использования предла­гаемых средств не всегда удовлетворительны, и в этом направлении имеет смысл работать.

Реляционные таблицы соответствуют 4-й нормальной форме, если между реляци­онными таблицами устранены многозначные зависимости. Между таблицами имеет место многозначная зависимость, если записи одной таблицы связаны с несколькими записями другой и наоборот. Для устранения многозначной зависимости вводится третья таблица, в которой хранятся ключевые поля первых 2-х таблиц. Многознач­ную зависимость между таблицами можно описать формально. В связи с этим, веро­ятнее всего, процесс приведения реляционных таблиц к 4-й нормальной форме можно автоматизировать.