17230

НОРМАЛЬНЫЕ ФОРМЫ БОЛЕЕ ВЫСОКИХ ПОРЯДКОВ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция № 9 Нормальные формы более высоких порядков Для большинства практических задач вполне достаточно 3НФ чтобы проектировать вполне работоспособные БД. При приведении БД к 3НФ неявно предполагалось что все отношения содержат один потенциальный ключ. Это не

Русский

2013-06-30

69.5 KB

2 чел.

Лекция № 9

Нормальные формы более высоких порядков

Для большинства практических задач вполне достаточно 3НФ, чтобы проектировать вполне работоспособные БД.

При приведении БД к 3НФ неявно предполагалось, что все отношения содержат один потенциальный ключ. Это не всегда верно. Рассмотрим следующий пример отношения, содержащего два ключа.

Пример. Пусть требуется хранить данные о поставках деталей некоторыми поставщиками. Предположим, что наименования поставщиков являются уникальными. Кроме того, каждый поставщик имеет свой уникальный номер. Данные о поставках можно хранить в следующем отношении:

Таблица 1 Отношение "Успеваемость"

№_зк

ФИО

Предмет

Оценка

1

Иванов

Математика

4

1

Иванов

Физика

4

1

Иванов

БД

5

2

Петров

Математика

3

2

Петров

Физика

4

3

Сидоров

Математика

5

Данное отношение содержит два потенциальных ключа - {№_зк, Предмет} и {ФИО, Предмет}. Видно, что данные хранятся в отношении с избыточностью - при изменении наименования поставщика, это наименование нужно изменить во всех кортежах, где оно встречается.

Можно ли эту аномалию устранить при помощи алгоритма нормализации, описанного в предыдущей главе?

Для этого нужно выявить имеющиеся функциональные зависимости (курсивом выделим ключевые атрибуты):

№_зк  ФИО – фамилия студента зависит от номера зачетной книжки.

ФИО  №_зк - номер зачетной книжки зависит от фамилии студента.

{№_зк, Предмет}  Оценка - оценка зависит от первого потенциального ключа отношения.

{№_зк, Предмет }  ФИО – фамилия студента зависит от первого потенциального ключа отношения.

{ФИО, Предмет}  Оценка - оценка зависит от второго потенциального ключа отношения.

{ФИО, Предмет}  №_зк - номер зачетной книжки зависит от второго потенциального ключа отношения.

Данное отношение не содержит неключевых атрибутов, зависящих от части сложного ключа (см. определение 2НФ). Действительно, от части сложного ключа зависят атрибуты ФИО и №_зк, но они сами являются ключевыми. Таким образом, отношение находится в 2НФ.

Кроме того, отношение не содержит зависимых друг от друга неключевых атрибутов, так как неключевой атрибут всего один - Оценка (см. определение 3НФ). Таким образом, показано, что отношение "Успеваемость" находится в 3НФ.

Таким образом, описанный ранее алгоритм нормализации неприменим к данному отношению. Очевидно, однако, что аномалия данного отношения устраняется путем декомпозиции его на два следующих отношения:

Таблица 2 Отношение "Список" 

№_зк

ФИО

1

Иванов

2

Петров

3

Сидоров

Таблица 3 Отношение "Успеваемость-2"

№_зк

Предмет

Оценка

1

Математика

4

1

Физика

4

1

БД

5

2

Математика

3

2

Физика

4

3

Математика

5

Определение. Отношение  находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК) тогда и только тогда, когда детерминанты всех функциональных зависимостей являются потенциальными ключами.

Замечание. Если отношение находится в НФБК, то оно автоматически находится и в 3НФ. Действительно, это сразу следует из определения 3НФ.

Отношение "Успеваемость" не находится в НФБК, так как имеются зависимости (№_зк  ФИО и ФИО  №_зк), детерминанты которых не являются потенциальными ключами.

Для того чтобы устранить зависимость от детерминантов, не являющихся потенциальными ключами, необходимо провести декомпозицию, вынеся эти детерминанты и зависимые от них части в отдельное отношение. Отношения "Список" и "Успеваемость-2", полученные в результате декомпозиции находятся в НФБК.

Замечание. Приведенная декомпозиция отношения "Успеваемость" на отношения "Список" и " Успеваемость-2" не является единственно возможной. Альтернативной декомпозицией является декомпозиция на следующие отношения:

Таблица 4 Отношение "Список"

№_зк

ФИО

1

Иванов

2

Петров

3

Сидоров

Таблица 5 Отношение "Успеваемость-3"

ФИО

Предмет

Оценка

Иванов

Математика

4

Иванов

Физика

4

Иванов

БД

5

Петров

Математика

3

Петров

Физика

4

Сидоров

Математика

5

Устно. На первый взгляд, такая декомпозиция хуже, чем первая. Действительно, ФИО студентов по-прежнему повторяются, и при изменении фамилии, его придется менять одновременно в нескольких местах (тем более, сразу в двух отношениях!). Кажется, что ситуация стала еще хуже, чем была до декомпозиции. Однако такое ощущение возникает, так как интуитивно считается, что ФИО студентов могут меняться, а номера зачетных книжек - нет. Если же предположить, что номера зачетных книжек тоже могут меняться, то первая декомпозиция получается такой же "плохой" как и вторая - повторяющиеся номера придется менять одновременно в нескольких местах и также сразу в двух отношениях.

На самом деле никакого противоречия тут нет. В отношении "Успеваемость-3" атрибут "ФИО" является внешним ключом, служащим для связи с отношением "Список". Поэтому, при изменении наименования поставщика, это изменение производится в отношении "Список" и каскадно (см. методы поддержания ссылочной целостности) распространяется на отношение "Успеваемость-3" совершенно так, как изменение номера зачетной книжки каскадно распространяется на отношение "Успеваемость-2". Поэтому, формально обе декомпозиции совершенно равноправны. В реальной работе разработчик выберет, конечно, первую декомпозицию, но тут важно подчеркнуть, что его выбор основан совсем на других соображениях, не имеющих отношения к формальной теории нормальных форм.

Таким образом, эта нормальная форма вводит дополнительное ограничение по сравнению с 3НФ.

Альтернативное определение нормальной формы Бойса-Кодда:

Отношение находится в БКНФ, если оно находится в 3НФ, и в ней отсутствуют зависимости атрибутов первичного ключа от неключевых атрибутов.

Ситуация, когда отношение будет находится в 3НФ, но не в БКНФ, возникает при условии, что отношение имеет два (или более) потенциальных ключа, которые являются составными и имеют общий атрибут. Заметим, что на практике такая ситуация встречается достаточно редко, для всех прочих отношений 3НФ и БКНФ эквивалентны.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66915. Правление Петра І 32 KB
  Софья планировала сместить Петра планировался заговор с целью убийства Петра. В этом же году сторонники Петра вместе с ним свергают Софью. 16971698 заграничное путешествие Петра Курляндия Польские земли Немецкие земли Голландия Великобритания на обратном пути в Австрию.
66916. Культура Московской Руси 40 KB
  Большое значение в возвышении Москвы имела удачная политика московских князей по отношению к монголотатарам. С 14 века князья демонстративно подчеркивают роль Москвы как национального лидера в борьбе с врагом. Этот храм должен был стать главной святыней Москвы.
66917. Культура и цивилизация, Теория культурогенеза 36 KB
  Второй подход характеризует цивилизацию как определённую ступень развития культуры. Первым эту точку зрения высказал Шотландский философ 18 века Адам Фергюссон в работе Опыт истории гражданского общества он разделил историю человеческой культуры на 3 стадии: дикость варварство цивилизованность.
66918. Болдинский период творчества 45 KB
  Это один из плодотворных периодов в творчестве А.С. Пушкина. Исследователи считают, что в это время в поэзии Пушкина доминируют 2 темы: тема поэта и поэзии («Румяный критик мой», «Ответ анониму»). Своеобразие этой темы заключается в том, что к традиционному видению...
66919. Опасности техносферы 175.12 KB
  К новым техносферным относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах производственные транспортные и бытовые условия жизнедеятельности. Практически все урбанизированное население проживает в техносфере где условия обитания существенно отличаются...
66920. Динамика антропологии как социальной науки 39 KB
  Просветительско-рационалистический идеал будущего развития культуры идея подхвачена от эпохи просвещения. Они пытались выстроить естественную историю культуры на закономерной основе пытались понять логику развития культуры. Он считал что многообразие культурных явлений можно свести к немногочисленным...
66921. МЕМБРАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ПРОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 105 KB
  Для того, чтобы понять, как и почему возникает возбуждение в нервных или мышечных клетках, необходимо прежде всего уяснить основные правила обмена веществами между клеткой и окружающей её средой, поскольку ионы и небольшие молекулы одновременно растворены в водной среде клетки и во внеклеточном пространстве...
66922. ПОЛІТИЧНА ВЛАДА 124.5 KB
  Політична влада є одним з центральних понять політології. Сам термін «влада» не має однозначного визначення, що пояснюється його складністю та неоднозначністю. Загалом владу визначають як право і реальну можливість здійснювати свою волю, нав’язуючи її іншим людям.
66923. Способы выражения грамматических значений 177.5 KB
  В зависимости от того, выражаются ли лексическое и грамматическое значения внутри знаменательного слова или для выражения ГЗ используются другие единицы, грамматические способы делятся на синтетические (ЛЗ и ГЗ выражены внутри знаменательного слова) и аналитические (ГЗ выражается за пределами знаменательного слова).