Не первая нормальная форма БД

Размещено на http://www.allbest.ru/

Смоленский государственный университет

Не первая нормальная форма БД

Ковалёва И.Н.

В данной статье будут рассмотрены вопросы, связанные с построением информационных моделей предметных областей. В качестве моделей предлагается использовать функциональные комплексы данных, формальное описание которых представляется в виде не первой нормальной формы (NFNF). Рассмотрены факторы применения NFNF при разработке основных требований к методике построения информационной модели базы данных.

Разработка любой системы обработки информации представляет собой последовательность действий, каждому из которых соответствует описание на некотором языке. Каждое такое описание требует задания абстракций для объектов предметных областей, их специфических свойств (атрибутов) и отношений между ними. Упрощение таблицы данных позволяет исключить дублирующие поля, предотвращая избыточность базы данных, чем и обосновывается актуальность данной темы.

Цель статьи является анализ не первой нормальной формы таблицы данных. Рассмотрим понятие атрибута.

Атрибут - поименованное множество, которое описывает свойства объектов [1, c.45].

Рассмотрим пример 1: построения таблицы с атрибутами, где показатели принимают следующие значения (таб. 1):

Регион = {Адыгея, Астрахань, …, Смоленск, …, Якутия}

Код = {01, 30, …, 67, …, 14}

Таблица 1 Пример применения атрибутов

Из примера видно, что атрибутом является значение «код», которое описывает значение «регион».

Во втором примере с помощью таблиц 2,3,4,5 сделаем попытку к нормализации базы данных.

Таблица 2 Сводная таблица данных

Таблица 3 Первый шаг к нормализации

Таблица 4 Упрощение структуры данных

Таблица 5 Нормализация таблицы

В данном примере проделан первый шаг к нормализации, т.е. упрощение таблиц с помощью упрощения и исключения дублирующих полей.

Значения всех атрибутов являются атомарными. Это следует из определения домена как потенциального множества значений простого типа данных, т.е. среди значений домена не могут содержаться множества значений (отношения). Известно, что в реляционных базах данных допускаются только нормализованные отношения или отношения, представленные в первой нормальной форме [2]. Примером ненормализованного отношения является пример 3, представленный в таблице 6.

Таблица 6 Пример ненормализованных отношений в базе данных

Можно сказать, что здесь представлено бинарное отношение, значениями атрибута ОТДЕЛЫ которого являются отношения. Заметим, что исходное отношение СОТРУДНИКИ является нормализованным вариантом отношения ОТДЕЛЫ (таблица 7):

Таблица 7 Бинарное представление данных

Нормализованные отношения составляют основу классического реляционного подхода к организации баз данных [3]. Они обладают некоторыми ограничениями (не любую информацию удобно представлять в виде плоских таблиц), но существенно упрощают манипулирование данными.

Рассмотрим, например, два идентичных оператора добавления кортежа:

1. Зачислить сотрудника Кузнецова (пропуск номер 3000, зарплата 115,000) в отдел номер 320»;

2. Зачислить сотрудника Кузнецова (пропуск номер 3000, зарплата 115,000) в отдел номер 310».

Если информация о сотрудниках представлена в виде отношения СОТРУДНИКИ, оба оператора будут выполняться одинаково (вставить кортеж в отношение СОТРУДНИКИ). Если же работать с ненормализованным отношением ОТДЕЛЫ, то первый оператор выразится в занесение кортежа, а второй - в добавление информации в множественное значение атрибута ОТДЕЛ кортежа с первичным ключом.

Нормирование является одной из ключевых концепций при проектировании правильной реляционной модели базы данных. Однако, конструкторы реляционной модели не являются ортогональными, потому что конструкция множества может быть применена только к кортежам, а конструкция кортежа - только к атомарным значениям. Частичным решением проблемы ортогональности может быть использование реляционных моделей в не первой нормальной форме (non-first normal form или NFNF) [4], в которых конструкцией верхнего уровня всегда должно быть отношение. На примере NFNF-таблицы (таблица 6) видно, что в роли элементов кортежей (полей таблицы) могут выступать кортежи и таблицы [6].

Над базами данных не первой нормальной формы можно проводить некоторые операции [5]:

· удаление . Если  отсутствует в сигнатуре, оператор не действует;

· - введение функции , заданной описанием D⁰ при условии минимальности области определения. Если результат многозначный, то вводится функция, которую нельзя заменить с тем же успехом на ее сужение.

· D¹ - сужение по описанию D¹. Здесь D¹ - функциональный оператор, сопоставляющий ФКД K одноместный предикат . Операция сводится к удалению из носителя ФКД всех элементов x, для которых  ложен.

· RD⁰ - расширение по описанию D⁰. ФКД K'=RD⁰(K) является минимальным расширением K, удовлетворяющим описанию D⁰.

Можно сделать вывод, что не первая нормальная форма отношений (NFNF) базы данных является одним из видов представлений и обработки информации. Работа с денормализованными данными может быть привлекательной в процессе моделирования благодаря своей гибкости; однако, данная концепция также имеет свои недостатки в виде сложности манипулирования данными. Отсутствие нормализации данных освобождает много ресурсов базы данных, которые (предположительно) позволяют использовать большую масштабируемость и обработку больших объемов данных.

Ключевой особенностью модели NFNF представляет собой алгебраический язык запросов, который позволяет реструктуризировать данные. Есть случаи, в которых отсутствует возможность привести отношения в первую нормальную форму, решением данной проблемы является использование не реляционных баз данных, концепцией которых является представления данных в не первой нормальной форме (то есть, когда оператор имеет особенность наличия многозначных атрибутов).

информационный атрибут база данные

Список литературы

1. С.Д. Кузнецов. Базы данных. - М.: Академия, 2012. - 496 с.

2. В.Дунаев. Базы данных. Язык SQL для студента. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 320 с.

3. А.В. Кузин, С.В. Левонисова. Базы данных. - М.: Академия, 2012. - 320 с.

4. Э.В. Фуфаев, Д.Э. Фуфаев. Разработка и эксплуатация удаленных баз данных. - М.: Академия, 2012. - 256 с.

5. О.Л. Голицына, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. Основы проектирования баз данных. - М.: Форум, 2012. - 416 с.

6. Емельченков Е.П. Базы данных. Современный подход. Монография. -- Смоленск: ВА ВПВО ВС РФ, 2010.

Размещено на Allbest.ru