2.5. Нормальные формы отношений

Как уже отмечалось, основной постулат реляционной модели базы данных основан на предположении, что отображенная в ней информация может быть представлена в виде единого отношения, все строки которого содержат известные или предполагаемые значения..

Если запретить (ограничить) наличие некоторых функциональных зависимостей в отношении и предъявить некоторые требования к значениям, входящим в домены, то можно получить так называемые нормальные формы отношений. В настоящее время известно пять таких нормальных форм.


2.5.1. Первая нормальная форма

Все рассматриваемые отношения в реляционном подходе должны находиться в первой нормальной форме (1НФ), которая предполагает, что элементы доменов отношений не являются множествами (т.е. являются атомарными) и не ограничивает наличие функциональных зависимостей между атрибутами в схеме отношения.

Если предположить, что в схеме базы данных имеется атрибут с именем Фамилия_Имя_Отчество, то требование атомарности для такой базы будет не выполнено. 1НФ требует, чтобы такой атрибут был разбит на его элементарные составляющие, а именно: Фамилия, Имя, Отчество.

Если при определении отношения:

R (Факультет, Группа, Дисциплина, Вид_работы, Преподаватель, Должность),

допустить, что атрибут Группа, в свою очередь, является отношением, например:

ГРУППА (Номер_группы, Шифр_студента, Фамилия_студента),

то отношение R не будет отвечать требованиям первой нормальной формы.

Указанное отношение ГРУППА, например, находится в первой нормальной форме, если в значениях атрибута Шифр_студента, не закодирована информация к какому факультету и специальности относится конкретный студент.

Возможны случаи, когда представление отношения в первой нормальной форме приводит к появлению нескольких отношений. Например, пусть к отношению, показанному на рис. 5, добавлены атрибуты Дети_преподавателя, Год_рождения (рис. 6):

R (Факультет, Группа, Дисциплина, Вид_работы, Преподаватель, Дети_преподавателя, Год_рождения, Должность)

Рис. 6. Измененная часть схемы отношения для рис. 5 (без указания ключей и ФЗ)

Если представить себе состояние такого отношения, то явно, что в нем, в некотором смысле, появляется несовместимая (неопределенная) информация. Можно задаться вопросом, что связывает атрибуты Факультет и Год_рождения. Однако подобные вопросы обычно не рассматриваются при изучении теории нормализации, чтобы не входить в противоречие с концепцией единого отношения, которое не допускает неопределенных значений в кортежах его составляющих.

Поэтому отношение R (рис. 6) представляется в виде двух отношений (рис.7):

R1 (Факультет, Группа, Дисциплина, Вид_работы, Преподаватель, Должность), и

R2 (Преподаватель, Дети_преподавателя, Год_рождения).

Рис. 7. Отношения в первой нормальной форме

Таким образом, первая нормальная форма требует, чтобы на любом пересечении строки и столбца находилось единственное значение, которое должно быть атомарным, и в таблице не должно быть повторяющихся строк.

Для простоты будет предполагаться, что все рассматриваемые далее примеры находятся в 1НФ.

Первая нормальная форма позволяет, во-первых, определить набор примитивных операций манипулирования данными; во-вторых, дает наглядное представление о состоянии схемы базы данных как о наборе таблиц, что очень удобно пользователю, не являющемуся специалистом по информационным технологиям.

Вторая и третья нормальные формы ограничивают наличие ФЗ в схеме отношения.

Четвертая нормальная форма ограничивает наличие многозначных зависимостей, а пятая нормальная форма - зависимости соединения.


[ Назад  Начало раздела  Далее  Содержание]