7.7.1. Перша нормальна форма

Відношення називаються нормалізованими, або приведеними до першої нормальної форми, якщо всі його атрибути прості (неподільні). Перетворення відношення до першої нормальної форми може привести до збільшення кількості реквізитів (полів) відношення і зміни ключа.

Наприклад, відношення Студент = (Номер залікової книжки, Прізвище, Ім’я, По- батькові, Дата, Група) знаходяться у першій нормальній формі.

7.7.2. Друга нормальна форма

Перед тим, як розглянути питання приведення відношень до другої нормальної форми, необхідно дати пояснення таких понять, як функціональна залежність і повна функціональна залежність.

Функціональною залежністю реквізитів називають зв'язок, який логічно пов’язує реквізити інформаційного об’єкта загальним для них ключем.

Функціональна залежність реквізитів – залежність, при якій у кожному екземплярі інформаційного об'єкта певному значенню ключового реквізиту відповідає тільки одне значення описового реквізиту.

Таке визначення функціональної залежності дозволяє при аналізі усіх взаємозв'язків реквізитів предметної галузі виділити самостійні інформаційні об'єкти.

Приклад 7.3. Приклад графічного зображення функціональних залежностей реквізитів Студент показаний на рис. 7.7, на якому ключовий реквізит зазначений *.

Номер*

Прізвище

Ім’я

По батькові

Дата

Група

Рис. 7.7. Графічне зображення функціональної залежності реквізитів

У випадку складеного ключа уводиться поняття функціонально повної залежності.

Функціонально повна залежність неключових атрибутів полягає в тому, що кожний неключовий атрибут функціонально залежить від ключа але не знаходиться у функціональній залежності ні від якої частини складеного ключа.

Відношення буде знаходитися у другій нормальній формі, якщо воно знаходиться у першій нормальній формі і кожний неключовий атрибут функціонально повно залежить від складеного ключа.

Приклад 7.4. Відношення Студент = (Номер, Прізвище, Ім'я, По-батькові, Дата, Група) знаходиться у першій і в другій нормальній формі одночасно, тому що описові реквізити однозначно визначені і функціонально залежать від ключа Номер.

Відношення Успішність = (Номер, Прізвище, Ім'я, По-батькові, Предмет, оцінки) знаходиться у першій нормальній формі і має складений ключ Номер + Предмет. Це відношення не знаходиться у другій нормальній формі, оскільки атрибути Прізвище, Ім'я, По-батькові не знаходяться у повній функціональній залежності зі складовим ключем відношення.

7.7.2. Третя нормальна форма

Поняття третьої нормальної форми ґрунтується на понятті нетранзитивної залежності.

Транзитивна залежність спостерігається у тому випадку, якщо один з двох описових реквізитів залежить від ключа а інший описовий реквізит залежить від першого описового реквізиту.

Відношення буде знаходитись у третій нормальній формі, якщо воно знаходиться у другій нормальній формі, і кожний неключовий атрибут нетранзитивно залежить від первинного ключа.

Приклад 7.5. Якщо до складу описових реквізитів інформаційного об’єкта Студент включити прізвище старости групи (Староста), яке визначається тільки номером групи, то одне й теж прізвище старости буде багаторазово повторюватись у різних екземплярах даного інформаційного об’єкта. У цьому випадку спостерігаються певні складності корегування прізвища старости у випадку призначення нового старости, а також невиправдані витрати пам’яті для збереження дубльованої інформації.

Для усунення транзитивної залежності описових реквізитів необхідно провести „розщеплення” вихідного інформаційного об’єкта. В результаті розщеплення, частина реквізитів видаляється з вихідного інформаційного об’єкта і включається до складу інших (можливо, знову створених) інформаційних об’єктів.

Приклад 7.6. „Розщеплення” інформаційного об’єкта, що містить транзитивну залежність описових реквізитів, показано на рис. 7.8.

Студент групи Студент Група

Н омер* Номер* Група^*

П різвище П різвище Староста

І м’я І м’я

П о батькові П о батькові

Д ата Дата

Г рупа Г рупа

С тароста

Рис. 7.8. Приклад „розщеплення” структури інформаційного об’єкта

Як видно з рис. 7.8, вихідний інформаційний об’єкт Студент групи подається у вигляді сукупності правильно структурованих інформаційних об’єктів (Студент і Група), реквізитний склад яких тотожний вихідному об’єкту. Відношення Студент = (Номер, Прізвище, Ім’я, По-батькові, Дата, Група) знаходиться одночасно у першій, другій і третій нормальній формі.