Лекция 2
Скачать 0.72 Mb.
|
4НФ и 5НФРассмотрим пример БД, содержащей информацию о читаемых курсах, лекторах курсов и используемых в курсах учебниках. Определим предметную область следующим образом. Курс в университете могут читать несколько лекторов. Один лектор может читать несколько курсов. Для каждого курса определён список рекомендуемых учебников. Этот список зависит от курса, но не зависит от того, кто именно читает этот курс. Один учебник может использоваться в разных курсах. Определим следующие ПО. Лекторы (Имя лектора PK, Оклад, Дата рождения) Курсы (Название курса PK, Часы ЛК, Часы ПР, Часы ЛБ) Учебники (Название учебника PK, Год издания, Авторы) Теперь опишем некоторое состояние предметной области. Изобразим в виде таблички (не реляционной)
Теперь представим это в БД в виде ПО следующего вида: КЛУ(Курс PK, Лектор PK, Учебник PK) Заполним её данными из примера. КЛУ =
При этом для каждого курса указаны все возможные комбинации лекторов и учебников, что подчёркивает независимость их друг от друга. Ведь если бы мы оставили только кортежи Грин – Элементарная механика и Браун – Основы оптики, то непонятно, почему именно так, а не наоборот: Грин – Основы оптики и Браун – Элементарная механика. Очевидно, что в КЛУ присутствует избыточность, и, как всякая избыточность, она приводит к аномалиям. Например, чтобы добавить ещё одного лектора по физике, необходимо вставить 2 кортежа, по одному для каждого учебника (иначе нарушается введенное нами ограничение: все возможные комбинации лекторов и учебников для курса). Сразу покажем, как можно исправить ПО КЛУ. Опять же, это осуществляется декомпозицией, в данном случае на две ПО: КЛ (Курс PK, Лектор PK) и КУ (Курс PK, Учебник PK). Получим: КЛ =
и КУ =
Отсюда можно понять, почему в исходной ПО для каждого курса задаются все комбинации учебников и лекторов – эти комбинации получаются при обратном соединении КЛ NATURAL JOIN КУ. Иначе декомпозиция без потерь была бы невозможна. Теперь посмотрим на КЛУ с формальной точки зрения. Она находится в НФБК, т.к. все атрибуты входят в состав ПК, и зависимостей от неключей нет. Для формального описания следующей НФ, в которой подобных проблем не наблюдается, было введено понятие многозначной зависимости. Если при обычной зависимости A -> B одно значение А определяет какое-то значение В, то при многозначной зависимости A ->-> B одно значение А определяет некоторое множество значений В. В нашем примере значение курса (например, физика) определяет множество лекторов (например, Грин, Браун). Также значение курса (физика) определяет множество учебников (ЭМ, ОО). МЗ является обобщением ФЗ, т.е. любая ФЗ – это частный случай МЗ, но не всякая МЗ является ФЗ. В КЛУ есть две многозначные зависимости: Курс ->-> Лектор и Курс ->-> Учебник. Многозначная зависимость. Пусть R - переменная отношения, а А, в и с являются произвольными подмножествами множества атрибутов переменной отношения R. Тогда подмножество B многозначно зависит от подмножества А (А ->-> В, читается как "А многозначно определяет B" или "А двойная стрелка B"), тогда и только тогда, когда в каждом допустимом значении R множество значений B, соответствующее заданной паре значений A, C, зависит только от значения A и не зависит от значения C. Доказано, что при этом всегда выполняется МЗ А ->-> С. МЗ всегда образуют связанные пары, поэтому также обозначаются А ->-> В | C. Будем полагать, что А, В и С разбиение множества атрибутов R. Это исключит т.н. тривиальные МЗ. Также доказано, что при наличии А ->-> В | C ПО декомпозируется без потерь на две ПО: (А, В) и (А, С), что мы и сделали в данном примере. Четвертая нормальная форма. Переменная отношения R находится в четвертой нормальной форме (4НФ) тогда и только тогда, когда все нетривиальные МЗ в ней являются ФЗ. Альтернативное определение. ПО R находится в 4НФ тогда и только тогда, когда каждая её многозначная зависимость определяется её потенциальными ключами (отсутствуют МЗ от неключей). Зависимость соединения. Пусть R— переменная отношения, а А, B, ..., Z — произвольные подмножества множества ее атрибутов. Переменная отношения R удовлетворяет следующей зависимости соединения *{А, В, ..., Z} (читается "звездочка А, В, ..., Z") тогда и только тогда, когда любое допустимое значение переменной отношения R эквивалентно соединению ее проекций по подмножествам А, B,..., Z множества атрибутов. Когда подмножеств 2, то зависимость соединения будет МЗ. То есть, МЗ – частный случай ЗС. В 4НФ мы декомпозируем по МЗ для устранения аномалий. Однако в общем случае ПО не обязательно декомпозируема на 2 ПО, но возможно, декомпозируема на 3 или более ПО (что говорит о наличии ЗС). Пятая нормальная форма. Переменная отношения R находится в пятой нормальной форме (5НФ), которую иногда иначе называют проекционно-соединительной нормальной формой (ПСНФ), тогда и только тогда, когда каждая нетривиальная зависимость соединения в переменной отношения R определяется потенциальным ключом (ключами) R. Альтернативное определение. ПО R находится в 5НФ тогда и только тогда, когда отсутствуют ЗС от неключей).
5НФ – окончательная форма по отношению к декомпозиции без потерь. Другими словами, 5НФ гарантирует отсутствие аномалий, которые могут быть исправлены декомпозицией. Можно смотреть на процесс нормализации как на процесс декомпозиции исходной ПО до тех пор, пока не будут устранены аномалии. РМ предоставляет основной механизм поддержки целостности припомощи потенциальных и внешних ключей. Цель нормализации реляционной БД до 5НФ заключается в том, чтобы выразить как можно больше зависимостей и закономерностей предметной области при помощи этого механизма. Если это удаётся, то БД будет поддерживаться в согласованном состоянии без использования дополнительных (нереляционных) ОЦ. В противном случае любая зависимость будет вести к избыточности данных и требовать дополнительного контроля целостности: либо на уровне БД через триггеры или код хранимых процедур, либо на уровне клиентских приложений. |
Похожие:
 | Хирургический метод лечения имеет большое значение в клинической медицине. Одну четверть заболеваний составляют хирургические болезни.... | | Редактор Т. Липкина Художник Л. Чинёное Корректор Г. Казакова Компьютерная верстка М. Егоровой |
| Лекция: Обзор наиболее важных стандартов и спецификаций в области информационной безопасности 3 | | Лекция Основные требования к scada-системам и их возможности. Аппаратные и программные средства scada-систем 17 |
 | Цель: ознакомить со спецификой перевода текстов по специальности на немецком языке, дать характеристику трудностей, возникающих при... | | Жением. В связи с этим, пятая лекция будет посвящена также вопросам налогового законодательства: налог на прибыль, налог на имущество,... |
| Надеюсь, для последующих лекций нам удастся найти зал побольше. А некоторые лекции мы хотим вообще сделать публичными, чтобы на них... | | Спецкурс «Актуальные вопросы оперативно-розыскной деятельности» как открытая учебная дисциплина представляет устоявшуюся систему... |
| Лекция №15. Тема: «Проложение хода технического нивелирования и ведение полевого журнала». Учебник В. Д. Киселёв, Д. Ш. Михелёв.... | |