19. Теорії нормалізації реляційних відношень та її використання при проектуванні бд.

Іноді на практиці не виконується етап інфологічного проектування. Це спостерігається в тих випадках, коли бажають прискорити процес проектування і впровадження системи в експлуатацію або коли вже існують локальні файлові структури, які треба організувати у вигляді БД, що перебуватиме під управлінням СКБД. У такому разі доцільно використовувати підхід до проектування БД, заснований на нормалізації незалежно від того, яку СКБД буде вибрано — реляційного чи іншого типу.

Скориставшись підходом, що грунтується на нормалізації, або реляційному підході, можна спроектувати оптимальну логічну модель БД. Остання не має аномалій, пов'язаних з модифікацією БД, Під аномаліями розуміють відхилення від норм, які можуть призвести до порушення посилкової цілісності БД чи виникнення суперечності і неузгодженості даних.

Нормалізація відношень — це ітераційний зворотний процес декомпозиції початкового відношення на кілька прості- тих відношень меншої розмірності. Під зворотністю процесу ро- зуміють те, що операція з'єднання відношень, отриманих у результаті декомпозиції, має дати початкове відношення, тобто при виконанні декомпозиції повинна виконуватись умова з'єднання без втрати інформації. Отриманий внаслідок нормалізації склад атрибутів відношень БД повинен відповідати таким вимогам: між атрибутами не повинно бути небажаних функціональних залежностей, групування атрибутів має забезпечувати мінімальне дублюовання даних, їх обробку і поновлення без ускладнень та ано- малій. Водночас отримані в результаті декомпозиції відношення не повинні втратити функціональних залежностей початкового підношення, бо це може призвести до спотворення семантики даного відношення.

Теорію нормалізації розробив Е, Ф. Кодд, який довів, що кожна нормальна форма обмежує тип допустимих залежностей між Атрибутами. Кодд окреслив три нормальні форми (скорочена назва — 1НФ, 2НФ і ЗНФ). Найбільш досконала з них — ЗНФ. Зараз вже відомі й визначені 4НФ, 5НФ.

Нормалізацію відношеннь виконують у кілька кроків.

20. Порядок приведення реляційних відношень до 3нф(4нф).

Приведення до першої нор­мальної форми починається з перетворення даних з формату джерела (наприклад, первинного документа) у формат двовимір­ної таблиці, що містить певну кількість рядків і стовпчиків. Відношення в ШФ мають відповідати таким вимогам:

* усі атрибути відношення повинні бути унікальними;

• усі рядки таблиці повинні мати однакову структуру;

• імена стовпців мають бути різними, а значення однорідними (однакового формату);

* порядок рядків у таблиці не суттєвий.

. На другому кроці нормалізації виявляють функціона­льні залежності відношення і будують діаграму функціональних залежностей неключових атрибутів від ключів, аналізують ці за­лежності з метою вилучення неповних функціональних залежно­стей.

Отже, відношення перебувають у 2НФ, якщо вони перебува­ють у 1НФ і кожний неключовий атрибут функціонально повно залежить від складового ключа.

2НФ повністю усуває можливість виникнення протиріччя да­них, а також економить пам'ять при зберіганні відношень у пам'яті ЕОМ.

Відношення в 2НФ потрібно аналізувати на присутність тран­зитивних залежностей. Якщо таких немає, відношення у 2 НФ автоматично є відношенням у ЗНФ.

Третій крок нормалізації — вилучення транзитивних залежно­стей. Тобто залежностей між неключовими атрибутами.

На четвертому кроці нормалізації проводиться ана­ліз на присутність у відношенні багатозначних залежностей. Наявність у відношенні таких залежностей може привести до проблем надлишковості даних та аномалій при внесенні змін до бази даних.

Зводячи до 4НФ, у відношенні потрібно виділяти в окреме відношення нетривіальні багатозначні залежності, в яких ліва частина не є ключем.