Нормальные формы отношений

Для поддержания БД в согласованном состоянии необходимо правильно строить функциональные зависимости между атрибутами. Функциональная зависимость существует, когда один или более доменов отношения уникально определяет один или более доменов этого же отношения. (Под словом "уникально" понимается взаимооднозначное соответствие). Атрибуты, стоящие слева от стрелки называются областью определения, а справа -областью значений.

Функциональная зависимость вида A→B называется полной функциональной зависимостью, если B зависит от всей группы значений атрибута A, ане от ее части (подмножества).

Из определения ФЗ следует, что нет необходимости в том, чтобы какой либо атрибут появлялся дважды: либо с одной, либо с другой стороны от стрелки, а также порядок появления этих атрибутов не имеет значения.

Единственным существенным условием является то, что при построении ФЗ для конкретного отношения должны быть охвачены все принадлежащие этому отношению атрибуты. Цель построения ФЗ для конкретного отношения -это нахождение ключа отношения, точнее разновидности ключей.

Вероятным ключом отношения R называется такое подмножество атрибутов R, что каждое сочетание их значений встречается только в одной строке отношения и никакое подмножество K этим свойством не обладает. Вероятных ключей в отношении может быть несколько, поэтому выбирают один и называют его первичным ключом отношения R -это такой атрибут, по значениям которого производится контроль достоверности данных этого отношения.

При нахождении функциональных зависимостей и определении первичного ключа существенную роль играют правила построения и преобразования функциональных зависимостей, которые сформулированы в виде шести аксиом. Они называются также правилами вывода, так как, используя их, можно вывести новые функциональные зависимости из уже имеющихся.

Схема отношения R находится в 1НФ, если значения всех доменов являются атомарными для любого атрибута, принадлежащего этому отношению. Другими словами, домены не являются ни списками, ни множествами простых или сложных значений.

Определить понятие атомарности трудно, т.к. значение, атомарное в одном отношении, может быть не атомарным в другом отношении. Однако можно руководствоваться общим принципом, что значение не атомарно, если в приложении оно используется по частям.

Преимущество 1НФ состоит в том, что она позволяет выражать функциональные зависимости и значения атрибутов с той степенью детализации, с которой требует пользователь. Вторая и третья нормальные формы возникли в результате стремления избежать аномалий при обновлении данных и избавиться от информационной из быточности в отношениях. Аномалии обновления являются нежелательным побочным эффектом, обусловленным изменением отношения.

Схема отношения R находится во 2НФ относительно множества функциональных зависимостей F, если:

1) она находится в 1НФ,

2) каждый непервичный атрибут полностью зависит от ключа.

Для схемы отношения R атрибут А называется первичным, если он содержится в каком-либо ключе отношения R. В противном случае атрибут А называется непервичным.

Для схемы отношения R подмножество атрибутов X и А и множество функциональных зависимостей F атрибут А называется транзитивно-зависимым от X, если существует подмножество Y такое, что:

X→Y, Yне→X, Y→A, то X→A.

Схема отношения R находится в 3НФ относительно множества функциональных зависимостей F, если:

1) она находится во 2НФ,

2) ни один из непервичных атрибутов не является транзитивно-зависимым от ключа.