Аномалии обновлений при наличии многозначных зависимостей и возможная декомпозиция

Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма

Чтобы перейти к вопросам дальнейшей нормализации, рассмотрим еще одну возможную (четвертую) интерпретацию переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН. Предположим, что каждый сотрудник может участвовать в нескольких проектах, но в каждом проекте, в котором он участвует, им должны выполняться одни и те же задания. Возможное значение четвертого варианта переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН показано на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Возможное значение переменной отношения

СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН (четвертый вариант)

В новом варианте переменной отношения единственным возможным ключом является заголовок отношения {СЛУ_НОМ, ПРО_НОМ, СЛУ_ЗАДАН}. Кортеж <сн, пн, сз> входит в тело отношения в том и только в том случае, когда сотрудник с номером сн выполняет в проекте пн задание сз. Поскольку для каждого сотрудника указываются все проекты, в которых он участвует, и все задания, которые он должен выполнять в этих проектах, то для каждого допустимого значения переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН должно выполняться следующее ограничение (ТСПЗобозначает тело отношения):

IF (<сн, пн₁, сз₁> Î ТСПЗAND <сн, пн₂, сз₂> Î ТСПЗ)
THEN (<сн, пн₁, сз₂> Î ТСПЗAND <сн, пн₁, сз₂> Î ТСПЗ)

Наличие такого ограничения (как мы скоро увидим, это ограничение порождается наличием многозначной зависимости) приводит к тому, что при работе с отношением СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН проявляются аномалии обновления:

· Добавление кортежа. Если некоторый уже участвующий в проектах сотрудник присоединяется к новому проекту, то к телу значения переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН требуется добавить столько кортежей, сколько заданий выполняет этот сотрудник.

· Удаление кортежей. Если некоторый сотрудник прекращает участие в проектах, то отсутствует возможность сохранить данные о заданиях, которые он может выполнять.

· Модификация кортежей. При изменении одного из заданий сотрудника необходимо изменить значение атрибута СЛУ_ЗАДАНв стольких кортежах, в скольких проектах участвует сотрудник.

Трудности, связанные с обновлением переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН, решаются путем его декомпозиции на две переменных отношений: СЛУЖ_ПРО_НОМ{СЛУ_НОМ, ПРО_НОМ}и СЛУЖ_ЗАДАНИЕ{СЛУ_НОМ, СЛУ_ЗАДАН}. Значения этих переменных отношений, соответствующие значению переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН с рис. 8.1, показаны на рис. 8.2.

Значение переменной отношения СЛУЖ_ПРО_НОМ

Значение переменной отношения СЛУЖ_ЗАДАНИЕ

Рис. 8.2. Значения переменных отношений СЛУЖ_ПРО_НОМи СЛУЖ_ЗАДАНИЕ

Легко видеть, что декомпозиция, представленная на рис. 8.2, удовлетворяет условиям теоремы Риссонена и потому является декомпозицией без потерь, и что эта декомпозиия решает перечисленные выше проблемы с обновлением переменной отношения СЛУЖ_ПРО_ЗАДАН.

· Добавление кортежа. Если некоторый уже участвующий в проектах сотрудник присоединяется к новому проекту, то к телу значения переменной отношения СЛУЖ_ПРО_НОМ требуется добавить ровно один кортеж, соответствующий новому проекту.

· Удаление кортежей. Если некоторый сотрудник прекращает участие в проектах, то данные о заданиях, которые он может выполнять, остаются в отношении СЛУЖ_ЗАДАНИЕ.

· Модификация кортежей. При изменении одного из заданий сотрудника необходимо изменить значение атрибута СЛУ_ЗАДАНв одном кортеже отношения СЛУЖ_ЗАДАНИЕ.