2. Нормализация

Для правильной организации данных в таблицах используется понятие нормализации. Нормализация данных - процесс исключения избыточной информации, при котором достигается то, что каждый элемент информации запоминается только один раз. Теория и практические рекомендации по нормализации рассматриваются в книгах по реляционным базам данных, например, [3].

Нормализация нужна также для повышения эффективности БД. Сразу следует оговориться, что нормализуется вся база, при этом вносятся изменения в отдельные таблицы, при необходимости создаются новые, устанавливаются связи между ними и т.д.

В общем случае, нормализация - это процесс последовательного приведения базы к нормальным формам. Известно, что нормальных форм в теории БД существует шесть, но обычно останавливаются на третьей, иногда на второй.

Первая нормальная форма. Первая нормальная форма требует, чтобы каждое поле таблицы было неделимым и не содержало повторяющихся групп.

Неделимость означает, что поле является атомарным, т.е. не должно делиться на более мелкие.

Неповторяемость означает, что нет повторяемых значений полей в одной записи. Имеется в виду не та ситуация, когда указано несколько полей с одинаковыми значениями. Например, рассмотрим таблицу для реализации записной книжки. Какие поля здесь необходимы? Фамилия, имя, телефон, e-mail... А может несколько телефонов, e-mail? В наше время почти у каждого есть и рабочий, и домашний, и мобильный телефоны. Так сколько таких полей ввести в таблицу? Правильнее всего будет создать еще одну таблицу с телефонами, а в ней поместить ссылку на первую (смотри рисунок 1.4). Тогда можно будет для каждого абонента указать произвольное число телефонов.

Код	Фамилия	Адрес....		Чей	Какой	Номер
1	Иванов			1	Рабочий 1	23-45-67
2	Петров			1	Рабочий 2	23-45-98
				1	Домашний	11-34-98
				2	Домашний	45-09-87
				...	...	...

Рис. 1.4. Таблицы записной книжки

Этот процесс называется разбиением таблицы на главную и подчиненную. При этом обе таблицы находятся в отношении "один-ко-многим".

Вторая нормальная форма. Вторая нормальная форма требует, во-первых соответствия первой нормальной форме. А во-вторых, чтобы каждая строка таблицы однозначно и не избыточно определялась первичным ключом.

Третья нормальная форма. Третья нормальная форма требует, во-первых, соответствия второй. А во-вторых, чтобы значение любого поля, не входящего в первичный ключ, не зависело от других полей, не входящих в первичный ключ.

Рассмотрим приведение БД к третьей нормальной форме на примере решения задачи автоматизации процесса отпуска товаров со склада по накладной. В начале, представим необходимые для этой задачи показатели в виде одной таблицы (смотри таблицу 1.1).

Таблица 1.1. ОТПУСК-ТОВАРОВ-СО-СКЛАДА

Дата Покупатель Город Адрес Товар Ед_измерения Цена_за_ед_изм Отпущено_ед Общая_стоимость Номер_накладной

Далее осуществим ее нормализацию. На рисунке 1.5 изображена схема этой БД, приведенной к третьей нормальной форме.

ТОВАРЫ ПОКУПАТЕЛИ

НАКЛАДНЫЕ

ОТПУСК_ТОВАРОВ_СО_СКЛАДА

Рис. 1.5. Схема базы данных для накладной отпуска товаров

Рассмотрим все плюсы и минусы нормализации данных:

«+»:

• информация нигде не дублируется, здесь присутствует только один элемент избыточных данных – поля связи;

• в случае изменений в данных эти изменения нужно проводить только в одном месте.

«-»:

• чем шире число сущностей, охватываемых предметной областью, тем из большего числа таблиц будет состоять нормализованная БД;

• уменьшается целостное восприятие БД как системы взаимосвязанных данных;

• при составлении запросов необходимо считывать связанные данные из нескольких таблиц.

При работе с данными большого объема необходимо искать компромисс между требованиями нормализации, что экономит дисковое пространство, и необходимостью улучшения быстродействия системы. Считается, что первых трех нормальных форм достаточно для большинства практических применений.