Нормализация таблиц

На завершающем этапе моделирования БД проводится процедура нормализации. Цель нормализации состоит в том, чтобы набор таблиц и состав их полей удовлетворяли условию минимальности по следующим параметрам:

· избыточность полей в таблицах;

· состав первичных ключей;

· нежелательные функциональные зависимости между полями;

· дублирование данных;

· трудоемкость выполнения операций включения, удаления и модификации данных;

· время выполнения запросов на выборку данных

Нормализация таблиц – это пошаговый процесс композиции или декомпозиции исходных таблиц в таблицы, обладающие лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных.

Теория нормализации оперирует с пятью нормальными формами таблиц и основывается на наличии функциональных зависимостей между полями таблиц.

Функциональная зависимость. Поле B таблицы функционально зависит от поля А той же таблицы в том и только том случае, когда в любой заданный момент времени для каждого из различных значений поля А обязательно существует только одно из различных значений поля В. Поля А и В могут быть составными.

Полная функциональная зависимость. Атрибут В находится в полной функциональной зависимости от составного атрибута А, если оно функционально зависит от А и не зависит функционально от любого подмножества поля А.

Многозначная зависимость. Поле А многозначно определяет поле В той же таблицы, если для каждого значения поля А существует хорошо определенное множество соответствующих значений В.

При нормализации каждая последующая нормальная форма должна удовлетворять требованиям предыдущей формы и некоторым дополнительным условиям.

Таблица находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и только тогда, когда ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто.

Таблица находится во второй нормальной форме (2НФ), если она удовлетворяет определению 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом.

Таблица находится в третьей нормальной форме (3НФ), если она удовлетворяет определению 2НФ и ни одно из ее неключевых полей не зависит функционально от любого другого неключевого поля.

Во многих случаях приведение таблиц к 3НФ позволяет эффективно работать с базой данных. При необходимости проводится дальнейшая нормализация.

Таблица находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК), если, и только если, любая функциональная зависимость между ее полями сводится к полнойфункциональной зависимости от возможного ключа.

Таблица находится в пятой нормальной форме (5НФ) тогда и только тогда, когда в каждой ее полной декомпозиции все проекции содержат возможной ключ. Полной декомпозицией таблицы называют такую совокупность произвольного числа ее проекций, соединение которых полностью совпадает с содержимым таблицы.

Четвертая нормальная форма (4НФ) является частным случаем 5НФ, когда полная декомпозиция должна быть соединением ровно двух проекций.