105. Нормализация реляционных бд

Нормализация - это формализованная процедура, в процессе выполнения которой атрибуты данных группируется в таблицы, а таблицы в свою очередь - в БД.

Цели нормализации след-е:

- исключить дублирование информации в таблицах;

- обеспечивать возможность изменений в структуре таблицы;

- уменьшить влияние структурных изменений БД на работу приложении, обеспечивающих пользователем доступ к данным.

Процесс нормализации состоит из несколько этапов. Первые 3 из них выполняется чаще всего.

1. Первая нормальная форма

Каждое поле таблицы должно представлять уникальный тип информации. То есть необходимо избавиться от повторяющихся полей и разделить составные поля на отдельные элементы данных. Правила построения первой формы требует, чтобы все таблицы данных были плоскими и не содержали повторяющихся данных в различных строках. Под плоской таблицы понимается, таблица имеющая 2 измерения: длина(число записей и строк) и ширина(число полей или столбцов). Ее ячейки не могут содержать больше одного значения (н-р: расписание движение транспорта).

2. Вторая нормальная форма

Тут необходимо обеспечить полную зависимость столбцов, которые не являются ключевыми, от первичного ключа, а если этот ключ составной, то от каждого его элемента. Под полной зависимостью понимается возможность однозначного определения значения каждого ключевого поля с помощью значения первичного ключа.

Перед переходом ко 2 нормальной форме необходимо привести данные к первой нормальной форме.

3. третья нормальная фора

В этой форме столбцы, не являющиеся ключевыми, зависят от первичного ключа таблицы и не зависят от всех остальных столбцов. Должна быть возможность изменять значения любого поля без воздействия на данные других полей.

Прежде всего, перейти к 3 форме, необходимо привести свои данные к первой. А затем – ко второй.

4. Четвертая нормальная форма

Чтобы БД находилась в 4 форме надо, чтобы независимые элементы данных, между которыми существует связь типа многие-ко-многим, не хранились в одной таблице. Таблица команды находится в 4 форме, поскольку связи многие-ко-многим установлены между ее полем и полями с кодами членов команды.

5. Пятая нормальная форма

Требуется обеспечения возможности точного восстановления исходной таблицы из таблиц, на которых она основана.

103. Поддержка целостности в реляционных базах данных.

Под целостностью будем понимать соответствие информационной модели предметной области, хранимой в базы данных. Любое изменение в предметной области, значимое для построенной модели, должно отражаться в базы данных и при этом должно сохраняться интерпретация информационной модели в терминах предметной области.

Поддержка целостности включает в себя 3 аспекта:

- поддержка структурной целостности;

- поддержка языковой целостности;

- поддержка сеточной ценности;

- поддержка семантической целостности.

Поддержка структурной целостности

1. реляционная СУБД должна допускать работу только с однородными структурными данными типа и реляционное отношение, т.е. отсутствие дубликатов кортежей, соответственно обязательное наличие первичного ключа, отсутствие понятие упорядоченности кортежей;

2. проблема неопределенных Null значение

При сравнение неопределенных значений не действует стандартные правила сравнении: одно неопределенное значения никогда не считается равным другому неопределенному значению; для выявления равенства значение некоторого атрибута неопределенному применяет специальных стандартные значения: <имя атрибута> IS Null <имя атрибута> is not Null.

Поддержка языковой целостности

Реляционная СУБД должна обеспечить языки описания и манипулирования данными не ниже стандарта SQL.

Поддержка сеточной целостности - означает обеспечения одного из заданных принципов взаимосвязи между экземплярами кортежей взаимосвязанных отношении: кортежи подчиненного отношения уничтожаются при удалении кортежа основного отношения, связанными с ними; кортежи основного отношения модифицируются при удалении кортежа основного отношения, связанного с ними, при этом на месте ключа родительского отношения ставится неопределенное Null значение.

Семантическая поддержка целостности.

Семантическая поддержка может быть обеспечена двумя путями: декларативным и процедурным путем.

Декларативный путь связан наличием механизмов в рамках СУБД, обеспечивающих проверку и выполнение ряда декларативного заданных правил- ограничений.