Нормальные формы основаны на понятии функциональной зависимости атрибутов отношения

Определение 1. 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: R.X ->R.Y.

Определение 2. Полная функциональная зависимость

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

Определение 3. Транзитивная функциональная зависимость

Функциональная зависимость R.X -> R.Y называется транзитивной, если существует такой атрибут Z, что имеются функциональные зависимости R.X -> R.Z и R.Z -> R.Y и отсутствует функциональная зависимость R.Z -/-> R.X.

.

Требования 1НФ - все атрибуты сущности содержат атомарные значения и среди атрибутов нет повторяющихся групп.

Атрибуты хобби и телефон содержат несколько значений для каждого экземпляра сущности. В атрибутах Дата начала и завершения проекта и Дата зачисления и увольнения хранятся разные по смыслу два значения. Если хранить только одно значение, то невозможно понять, какая именно дата внесена.

Алгоритм приведения отношения к первой нормальной форме.

1 разделить сложное отношение;

2 перенести в нее все «повторяющиеся» атрибуты;

3 выбрать ключевой атрибут (первичный ключ) для нового отношения;

4 установить связь от прежнего отношения к новому. Первичный ключ прежнего отношения мигрирует в новое отношение и станет его вторичным ключем.

Требования 2НФ отношение находится в 1НФ и все не ключевые атрибуты полностью зависят от всего ключа. 2НФ имеет место для отношений, имеющих сложный (составной) первичный ключ.

 

Алгоритм приведения сущности ко второй нормальной форме.

1 выделить атрибуты, которые зависят от части первичного ключа;

2 создать новую сущность;

3 поместить атрибуты, зависящие от части первичного ключа в их собственную новую сущность;

4 установить связь от прежней сущности к новой. Часть первичного ключа прежней сущности мигрирует в новую сущность и станет ее первичным ключем.

2НФ позволяет избежать следующих аномалий при выполнении операций:

- Обновления. Имеет место дублирование данных о сотруднике, если он участвует в нескольких проектах.

- Вставки. Невозможно ввести данные о сотруднике, если он не участвует в проекте.

- Удаления. Если сотрудник прекращает работать над проектом, данные о нем теряются.

 

Требования 3НФ – Отношение R находится в третьей нормальной форме (3NF) в том и только в том случае, если находится в 2NF, и каждый не ключевой атрибут не является транзитивно зависимым от какого-либо ключа R.

Отношение находится в третьей нормальной форме и никакой не ключевой атрибут не зависит от другого не ключевого атрибута.

 

Алгоритм приведения отношения к третьей нормальной форме

1 создать новое отношение и перенести в нее атрибуты с одной и той же зависимостью от не ключевого атрибута;

2 использовать атрибут(ы), определяющий эту зависимость, в качестве первичного ключа нового отношения;

3 установить связь от нового отношения к старому.

3НФ позволяет избежать следующих аномалий при выполнении операций:

- Обновления. Имеет место дублирование данных об окладе, если должность занимают несколько сотрудников.

- Вставки. Невозможно ввести данные об окладе, если нет сотрудника, занимающего эту должность.

- Удаления. В случае удаления из таблицы сотрудника, занимающего уникальную должность данные об окладе теряются

Введём понятие многозначной зависимости. Многозначная зависимость существует, если заданным значениям атрибута X соответствует множество, состоящее из нуля (или более) значений атрибута Y (X–»Y). Если в отношении присутствуют многозначные зависимости, то схема отношения должна находиться в 4НФ.

Различают тривиальные и нетривиальные многозначные зависимости. Тривиальной называется такая многозначная зависимость X–»Y, для которой Y Ì X или X U Y = R, где R – рассматриваемое отношение. Тривиальная многозначная зависимость не нарушает 4НФ. Если хотя бы одно из двух этих условий не выполняется (т.е. Y не является подмножеством X или X U Y состоит не из всех атрибутов R), то такая многозначная зависимость называется нетривиальной.