Вторая нормальная форма ( 2 нф)
Первая нормальная форма ( 1 НФ)
Нормальные формы схем отношений
Для того, чтобы избежать информационной избыточности БД, а также трудностей сохранения целостности БД при выполнении операций включения, удаления и модификации необходимо логическую схему БД выражать в виде совокупности схем отношений в так называемой нормальной форме (НФ).
НФ представляет собой ограничения на схему отношений. Различают 4 вида НФ: 1 НФ, 2 НФ, 3 НФ и 4НФ. Эти формы подчиняются правилу вложенности, то есть если отношение находится в 4 НФ, одновременно оно находится и в 1, 2 и 3 НФ.
· Схема отношений R находится в 1НФ, если значение, определяемое доменом каждого атрибута является атомарным, то есть значения не являются ни списками, ни множествами простых или сложных значений, и если их нельзя использовать по частям. Другими словами, в БД нет одинаковых кортежей.
Пример:
Отношение “Эксперимент”
| Дата | ||||
Р2В | 7 июня 1999 | ||||
Р2Г | 21 марта 2000 | ||||
П1Н | 14 мая 2000 | ||||
П2Н | 26 июня 2000 |
|
| День | Месяц | Год | ||
Р2В | июнь | ||||
Р2Г | март | ||||
П1Н | май | ||||
П2Н | июнь |
Пример:
|
|
Шифр | Дата | Испытатель | № стенда |
Р21 | 6 июня | Иванов | |
Р21 | 7 июня | Петров | |
П814 | 9 июня | Иванов |
ключ
Допустим, мы хотим модифицировать:
СН( Эксперимент; Р21, 6 июня; Испытатель=Иванов; № стенда=2)
Выполнение этой модификации приводит к нарушению объявленной ФЗ-ти шифр ® № стенда. Чтобы ее не нарушить, необходимо произвести замену для данного шифра № стенда на новый, хотя изначально предполагалось скорректировать только 1 кортеж. Эта проблема возникла из-за того, что схема отношений не находится во 2-ой НФ.
· Схема отношений R находится в 2 НФ, если она находится в 1 НФ и если в этом отношении каждая позиция, не входящая в ключ (непервичный атрибут), функционально полно зависит от ключа.
· Для данного множества ФЗ-тей F и данной ФЗ - ти X®Y, в F+ множество Y называется частично зависимым от Х относительно F, если существует Х ¢ Ì Х такое, что зависимость из Х ¢ ® Y Ì F+(также принадлежит F*). В противном случае Y называется полностью зависимым от Х.
Пример:
Отношение “Эксперимент”
| Дата | Испытатель | № стенда | ||||
Р21 | 6 июня | Иванов | |||||
Р21 | 7 июня | Петров | |||||
П814 | 9 июня | Иванов | |||||
Ш | Д | И | N | ¬ Обозначим |
|
ФЗ-ти F трактуются следующим образом:
1-я - одновременно эксперимент может производится только на одном стенде;
2-я - каждый эксперимент производится только на одном стенде.
Рассмотрим ФЗ-ть вида ШD ® N.
Так как существует F-зависимость ШD ® ИN, то согласно аксиоме проектирования существует ФЗ-ть вида ШD ® N Î F+ . В этой ФЗ-ти № стенда частично зависит от ШD.
| |||
| |||
Таким образом, атрибут N частично зависит от атрибута ШD.
Рассмотрим ФЗ-ть вида ШD ® И.
Атрибут И зависит от ШD полностью, так как мы не можем из исходного набора ФЗ-тей вывести зависимости вида Ш ® И или D®И, следовательно, по смыслу один и тот же исследователь может проводить эксперименты в различные сроки и различными шифрами.
· Для данной схемы отношений R, атрибута АÎ R и множества ФЗ-тей F на R, атрибут А называется первичным в R относительно F, если А содержится в каком-либо ключе схемы R. В противном случае А называется непервичным атрибутом.
Пример:
|
F = {
Ш и D являются первичными атрибутами,
И и N - непервичными.
Данное отношение не находится во 2-ой НФ, так как имеется частичная зависимость между непервичным атрибутом N и ключом ШD.
Чтобы привести это отношение ко 2-ой НФ, мы декомпозируем его на два. Переход от 1 НФ ко 2 НФ (а далее и к 3 НФ) осуществляется с помощью операций проекции и расщепления.
| Дата | Испытатель | ||||||||
Р21 | 6 июня | Иванов | ||||||||
Р21 | 7 июня | Петров | ||||||||
П814 | 9 июня | Иванов |