23. Понятие нормализации

Будет рассмотрен классический подход, при котором весь процесс проектирования производится в терминах реляционной модели данных методом последовательных приближений к удовлетворительному набору схем отношений.

Исходной точкой является представление предметной области в виде одного или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования производится преобразование исходной схемы отношений в некоторый набор, обладающий лучшими свойствами.

Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, приведение отношений к «нормальным формам», причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая. Реально процесс нормализации осуществляется через декомпозицию отношений, следуя определенным правилам, которые будут рассмотрены ниже. Именно декомпозиция приводит отношение к очередной нормальной форме.

Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений.

Требование первой нормальной формы является общим базовым требованием классической реляционной модели данных. Существенное ограничение первой нормальной формы - атрибуты отношения атомарны, то есть атрибуты не являются сами отношениями, далее не делятся (как атомы).

В теории реляционных баз данных известно теоретически 7 нормальных форм, здесь выделяется следующая последовательность 6 нормальных форм:

• первая нормальная форма (1NF);

• вторая нормальная форма (2NF);

• третья нормальная форма (3NF);

• нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF);

• четвертая нормальная форма (4NF);

• пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF).

Практическое значение имеют первые три нормальные формы.

24. Основные свойства нормальных форм

В основе процесса проектирования лежит метод декомпозиции отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, в два или более отношения, удовлетворяющих требованиям следующей нормальной формы.

Наиболее важные на практике нормальные формы отношений основываются на фундаментальном в теории реляционных баз данных понятии функциональной зависимости. Это понятие было рассмотрено в лекции №4. Уточним определения, распространяя их на наборы полей.

Функциональная зависимость

В отношении R атрибут Y функционально зависит от атрибута X (X и Y могут быть составными) в том и только в том случае, если каждому значению X соответствует в точности одно значение Y: XY.

Полная функциональная зависимость

Функциональная зависимость Y от X называется полной, если атрибут Y не зависит функционально от любого подмножества X.

Транзитивная функциональная зависимость

Функциональная зависимость Y от X называется транзитивной, если существует такой атрибут Z, что имеются функциональные зависимости X Z и Z  Y и отсутствует функциональная зависимость ZX.

25. Процесс нормализации

26. Первая нормальная форма

Отношение удовлетворяет условиям первой нормальной формы, если удовлетворяются все перечисленные ранее фундаментальные свойства отношений и введен ключ:

1. Все атрибуты атомарны;

2. Все атрибуты функционально зависят от ключа;

3. Отсутствие упорядоченности кортежей;

4. Отсутствие упорядоченности атрибутов.

27. Вторая нормальная форма

Отношение R находится во второй нормальной форме (2НФ) в том и только в том случае, когда:

1. отношение R находится в 1НФ;

2. каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от ключа.

28. Третья нормальная форма

Отношение R находится в третьей нормальной форме (3НФ) в том и только в том случае, если:

1) R находится в 2НФ

2) Каждый неключевой атрибут из R не может транзитивно зависеть от ключа

Условие 2) можно формулировать иначе: любой неключевой атрибут не может функционально зависеть от другого неключевого атрибута.

4. Эксплуатация баз данных

Запросы к базам данных

СУБД предоставляет широкие возможности работы с информацией в технологии баз данных. Не только информационные потребности порождают желание получить ответы на вопросы по базе данных, а сама осознанная, усвоенная технология получения таких ответов порождает новые информационные потребности.

Что же такое запрос? Запрос - сформулированный особым образом вопрос к базе данных. С помощью запросов выполняются операции по извлечению, созданию, изменению или удалению данных в базе данных. Существуют два основных типа запросов.