Опубликован: 02.08.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 3126 / 427 | Оценка: 4.55 / 4.39 | Длительность: 27:09:00
ISBN: 978-5-9556-0111-3

Лекция 6: Нормальные формы отношений. Создание логической модели реляционной базы данных

< Лекция 5 || Лекция 6: 123456 || Лекция 7 >

Вторая нормальная форма

Будем считать атрибут отношения ключевым, если он является элементом какого-либо ключа отношения. В противном случае атрибут будет считаться неключевым атрибутом. Так в отношении (Город, Адрес, Почтовый_индекс) все атрибуты являются ключевыми, поскольку при заданных ФЗ город, адрес -> почтовый_индекс и почтовый_индекс \to город ключами являются пары город, адрес и адрес, почтовый_индекс.

Отношение находится во второй нормальной форме (2НФ), если оно находится в 1НФ, и все неключевые атрибуты отношения функционально полно зависят от составного ключа отношения. Иными словами, 2НФ требует, чтобы отношение не содержало частичных ФЗ.

Пример. Приведение отношения ко 2НФ

Вновь обратимся к рассмотрению отношения SHIPMENT, представленного на рис. 6.2. Оно содержит частичную ФЗ: неключевой атрибут Ship Capacity (грузоподъемность корабля) не зависит от ключевого атрибута Departure Date (даты убытия), а зависит от ключевого атрибута Ship Registration Number (регистрационный номер корабля).

Использование отношения, представленного не во 2НФ, может породить следующие проблемы:

  • невозможно занести в базу данных название и грузоподъемность корабля, который не доставил еще ни одного груза, - можно только ввести для него фиктивный груз;
  • если удалить кортеж из отношения Shipment после отправки груза, то потеряются все данные о кораблях, для которых в настоящее время нет груза;
  • невозможно отразить факт переоборудования корабля и получения им новой грузоподъемности; если переписать все предыдущие кортежи об этом корабле, то получится, что он в прошлом плавал недогруженным или перегруженным.

Приведение отношения SHIPMENT ко 2НФ заключается в изъятии атрибутов частичной ФЗ из отношения SHIPMENT и создании для нее связанного подчиненного отношения SHIP. Результат приведения отношения SHIPMENT ко 2НФ представлен на рис. 6.3.

Отношения во 2НФ

Рис. 6.3. Отношения во 2НФ

Таким образом, процедура приведения отношения ко 2НФ состоит в выполнении двух проекций: проекции без атрибутов частичной ФЗ и проекции на часть составного ключа и те атрибуты, которые от него зависят.

Третья нормальная форма

Отношение находится в третьей нормальной форме (3НФ), если оно находится во 2НФ, и все неключевые атрибуты отношения зависят только от первичного ключа. Иными словами, 3НФ требует, чтобы отношение не содержало транзитивных ФЗ неключевых атрибутов от ключа.

Формально это требование можно сформулировать следующим образом: схема отношения R находится в 3НФ, если не существует ключа Х для R, множества атрибутов Y\subseteq R и неключевого атрибута А из R, не принадлежащего Х или Y, таких, что: 1) X \to Y имеет место в R, 2) Y \to A имеет место в R, но 3) Y \to X не имеет места в R.

ФЗ представляют не только ограничения целостности, налагаемые на отношения, но и связи между атрибутами, если они (связи) сохраняются в базе данных. Если отношение содержит частичную зависимость Y \to A, X - ключ отношения и Y \subseteq X, то в каждом кортеже, используемом для хранения связи значений Х со значениями какого-либо другого атрибута, кроме А и Х, должна появиться связь между Y и A. Так, например, адрес поставщика дублируется для каждого поставляемого товара в отношении ПОСТАВКИ. Использование 3НФ исключает возможность возникновения такой ситуации (см. условие 3 в формальном определении 3НФ).

Наличие транзитивной зависимости X \to Y \to A не позволяет связать значения Y и Х, если не существует значения А, связанного со значением Y. Это затрудняет вставку и обновление данных, которые необходимо выполнить сразу для пары связей, а в случае удаления данных приводит к потере связи.

Пример. Приведение отношения к 3НФ

Вновь обратимся к рассмотрению отношения SHIPMENT, представленного на рис. 6.3. Оно содержит транзитивную ФЗ: атрибут Customs Declaration (таможенная декларация) является по своей сути свойством атрибутов Origin (пункт отправления) и Destination (пункт назначения). Результат приведения отношения SHIPMENT к 3НФ представлен на рис. 6.4.

Отношение в 3НФ

Рис. 6.4. Отношение в 3НФ

Таким образом, процедура приведения отношения к 3НФ состоит в выполнении двух проекций: проекции по правой части транзитивной ФЗ и проекции по левой части транзитивной ФЗ.

< Лекция 5 || Лекция 6: 123456 || Лекция 7 >
Александра Каева
Александра Каева
Михаил Забелкин
Михаил Забелкин
Антон Свистельников
Антон Свистельников
Россия, г. Москва