Нормализация базы данных

Пояснение некоторых используемых терминов, понятий и сокращений

Отношение – плоская таблица, состоящая из столбцов и строк [1].

Атрибут – именованный столбец отношения [1].

Функциональная зависимость – связь между атрибутами отношения [1].

Семантика – значение, смысл [3].

НФБК – нормальная форма Бойса-Кодда.

DBDL – Data Base Definition Language – язык определения базы данных. Широко используется в реляционных СУБД. Описание отношения на языке DBDL начинается с присвоения ему имени, за которым следует помещенный в круглые скобки список атрибутов. Затем указывается первичный ключ отношения, затем внешние и альтернативные ключи. Рядом с каждым внешним ключом указывается первичный ключ, на который он ссылается [1].

Например: Товар (Код, Модель, Описание, Код поставщика, Дата поставки)

Первичный ключ: Код

Внешний ключ: Код поставщика ссылается на Поставщик (Код поставщика).

IDEF1X – метод моделирования семейства IDEF. Используется для разработки реляционных баз данных. Позволяет представить структуру данных в рамках моделируемой информационной системы без привязки к программной и аппаратной платформе. Описывает взаимосвязи данных между собой [5].

Введение

Главная цель нормализации базы данных -устранение избыточности и дублирования информации. В идеале при нормализации надо добиться, чтобы любое значение хранилось в базе в одном экземпляре, причем значение это не должно быть получено расчетным путем из других данных, хранящихся в базе. Нормализация баз данных позволяет избежать аномалий, которые могут возникнуть при добавлении или изменении данных.

История

Теория нормализации реляционных баз данных была разработана в конце 70-х годов 20 века. Согласно ей, выделяются шесть нормальных форм, пять из которых так и называются: первая, вторая, третья, четвертая, пятая нормальная форма, а также нормальная форма Бойса-Кодда, лежащая между третьей и четвертой.

Описание

Нормализация – это формальный метод анализа отношений на основе их первичного ключа и существующих функциональных зависимостей [1].

Все действия по определению набора функциональных зависимостей для отношения начинаются с выявления зависимостей, которые можно определить исходя из семантики отношения.

Полное множество функциональных зависимостей, которое можно выделить из заданного множества функциональных зависимостей называется замыканием функциональной зависимости. Обозначается A+.

Для более эффективного анализа отношений полное множество функциональных зависимостей нужно уменьшить, убрав все тривиальные зависимости (то есть такие функциональные зависимости, которые верны всегда и не несут смысловой нагрузки).Таким образом для каждого отношения выявляется такое множество функциональных зависимостей, которое меньше полного множества функциональных зависимостей, но в то же время все функциональные зависимости полного множества можно получить из этого множества функциональных зависимостей. Такие множества называются эквивалентными.

Для того, чтобы получить минимальное множество функциональных зависимостей X, необходимо привести это множество в соответствии следующим условиям:

1. каждая зависимость множества X должна иметь единственный атрибут в правой части;

2. ни одну зависимость A->B множества X нельзя заменить зависимостью C->B, такой что C является частью A, и получить в результате множество функциональных зависимостей, эквивалентное Х;

3. из множества X нельзя убрать ни одной функциональной зависимости и получить множество зависимостей эквивалентное Х [1].