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

Первая нормальная форма

Отношение находится в первой нормальной форме (1НФ), если все атрибуты отношения являются простыми (требование атомарности атрибутов в реляционной модели), т.е. не имеют компонентов. Иными словами, домен атрибута должен состоять из неделимых значений и не может включать в себя множество значений из более элементарных доменов. Так, например, дата не может считаться простым атрибутом. В большинстве случаев выполнить это требование достаточно просто. Каждый простой атрибут должен иметь свою колонку в таблице. Однако это часто приводит к дублированию данных в отношении.

Типичным примером неатомарности атрибута являются так называемые повторяющиеся группы, представляющие массив значений атрибута.

Пример. Приведение отношения к 1НФ

На рис. 6.1 представлено ненормализованное отношение SHIPMENT (ОТГРУЗКА). Оно содержит повторяющиеся группы, представляющие массив значений, 1st Consignments, 2st Consignments, 3st Consignments (партии грузов). Атрибуты, характеризующие партию грузов (показаны на следующем рисунке), - Consignee (грузополучатель), Insured Value (застрахованная стоимость) и Declared Value (объявленная стоимость), - повторяются для каждой такой партии. Отметим, что для такого отношения следует ввести бизнес-правило, требующее, чтобы груз состоял не более чем из трех партий, поскольку четвертую партию вставить в этом отношении некуда.

Рис. 6.1. Ненормализованное отношение

Использование отношения, представленного не в 1НФ, может породить следующие проблемы:

• если груз аннулируется и строка, связанная с грузом, удаляется из отношения, то вместе с ней удаляются все сведения о партиях груза на борту судна;
• если на склад прибывает новая партия груза, и она еще не включена в состав груза, подлежащего отправке, то сведения о партии заносить некуда;
• необходимо вводить ограничение: в грузе не может быть более трех партий.

Приведение отношения SHIPMENT к 1НФ заключается в изъятии данных о партиях груза из отношения SHIPMENT и создании для них связанного подчиненного отношения CONSIGNMENT (ПАРТИЯ_ГРУЗА). Результат приведения отношения SHIPMENT к 1НФ представлен на рис. 6.2. Для такого представления сущности SHIPMENT не требуется вводить ограничительное бизнес-правило, о котором упоминалось выше.

Рис. 6.2. Отношение в 1НФ

Таким образом, процедура приведения отношения к 1НФ состоит в вынесении неатомарных атрибутов в отдельное подчиненное отношение, т.е. в выполнении двух проекций.