[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Здравствуйте. В прошлый раз мы с вами рассмотрели аномалии, которые возможны в плохо спроектированных отношениях и наметили пути для их улучшения. Сейчас мы рассмотрим критерии, которыми мы должны руководствоваться при улучшении наших отношений. Назовем процесс улучшения нормализацией. Нормализация связана с нормальными формами. Мы будем говорить, что каждой нормальной форме, в которых может находиться наше отношение, есть определенный набор ограничений, и отношение находится в этой некоторой нормальной форме, если оно всем этим ограничениям удовлетворяет. Начнем с самой простой, с первой нормальной формы. Мы говорим, что отношение находится в первой нормальной форме, если значения его атрибутов не являются множествами или кортежами. Например, в таблице, если у нас есть один атрибут Фирма, а другой атрибут, соответствующий адресу, содержит подполя Город, Улица и Дом, то такое отношение не будет находиться в первой нормальной форме. Или вспомним нашу таблицу, в которой у нас был номер группы и список всех студентов. Такое отношение также не находится в первой нормальной форме. Следующая нормальная форма — вторая. Для этого вспомним определение первичного атрибута. Атрибут называется первичным, если он входит в состав любого возможного ключа. Дадим определение второй нормальной форме. Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме, плюс любой атрибут, не являющийся первичным, полностью зависит от любого его ключа, но не от подмножества ключей. Например, наша таблица: Фирма, Адрес, Телефон, Товар и Цена. Мы с вами выявили там следующие зависимости: что ключом данной таблицы является фирма и товар. Это набор атрибутов, которые позволяют определить все остальные. Но также в этом отношении присутствует зависимость, что Фирма определяет Адрес и Телефон. Таким образом мы получаем, что у нас есть зависимость от части ключа, но не полностью от набора ключевых атрибутов. Таким образом вторая форма в данном случае нарушена. Для того, чтобы ввести понятие третьей нормальной формы, нам нужно поговорить о транзитивной зависимости. Транзитивная зависимость заключается в том, что если у нас есть атрибуты A, B и C, A функционально определяет B, а B функционально определяет C, то зависимость из A в C называется транзитивной. Или говорят, что C транзитивно зависит от A. Мы говорим, что наше отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме, и любой атрибут, не являющийся первичным, не транзитивно зависит от любого возможного ключа. Можно сказать иначе, может быть, это пояснит картину: что отношение находится в третьей нормальной форме тогда и только тогда, когда отношение находится во второй нормальной форме, и все неключевые атрибуты взаимно независимы. Давайте рассмотрим пример. Например, таблица, в которой мы храним информацию об адресе, в ней есть три поля: Город, Индекс и Адрес. Какие мы можем заметить зависимости в этой таблице? Мы знаем, что у нас индекс определяет город, то есть, зная индекс, мы всегда можем определить город, откуда было отправлено, например, письмо. Или если мы знаем город и адрес, то мы сможем узнать индекс нашего почтового отделения. В таком случае у нас есть два возможных набора атрибутов, которые могут стать ключами. Это либо город и адрес, либо индекс и адрес. В таком случае у нас нет зависимостей, которые бы нарушали третью нормальную форму, и наше отношение в этой третьей нормальной форме находится. Рассмотрим еще один пример. Представим, что у нас есть таблица, в которой мы храним информацию о товарах, которые хранятся в каком-то магазине или универмаге. Например, в таблице будут столбцы Универмаг, Товар, Номер отдела и Заведующий. Какие зависимости мы можем здесь увидеть? Мы понимаем, что универмаг с товаром определяют номер отдела, в котором должен продаваться этот товар. И универмаг с номером отдела определяют заведующего. Ключом в этом отношении будет являться комбинация атрибутов Универмаг и Товар. Эта комбинация дает нам возможность определить все остальные атрибуты. Таким образом мы видим, что у нас заведующий транзитивно зависит от ключа, потому что он не напрямую зависит от универмага и товара, а зависит как бы через номер отдела. В таком случае мы видим, что у нас третья нормальная форма нарушена. Следующая нормальная форма. Она называется нормальной формой Бойса-Кодда по имени ее создателя. Она говорит о том, что если у нас есть в отношении зависимость из некого множества атрибутов X и множества атрибутов A, при этом A не является подмножеством X, то X содержит ключ нашего отношения. Для того, чтобы проиллюстрировать этот пример, давайте снова вернемся к нашей таблице Город, Индекс и Адрес. Мы заметили там следующие зависимости: что город с адресом определяет индекс, а индекс определяет город. Мы рассматривали две возможности для выбора ключа: либо это Город и Адрес, либо это Индекс и Адрес. Вот зависимость, когда у нас из Индекса следует Город, она нарушает нормальную форму Бойса-Кодда, потому что зависимость в схеме присутствует, а поле Индекс ключа не содержит. Что сделать с этой таблицей? Если мы разобьем ее на две — Город и Индекс и Индекс, Адрес — то у нас пропадает зависимость между Городом и Адресом, зависимость в поле Индекс. Какой вывод мы можем сделать? Мы можем привести любое наше отношение к нормальной форме, к первой, второй, третьей и Бойса-Кодда таким образом, чтобы декомпозиция обладала свойством соединения без потерь. Любая схема может быть приведена к третьей нормальной форме, и при этом она будет соединяться без потерь и сохраняет все функциональные зависимости. Но можно заметить, что третья нормальная форма не избавляет нас от всех аномалий избыточности, но сохраняет все функциональные зависимости. А во нормальная форма Бойса-Кодда, она избавляет нас от всех возможных аномалий, но может... но в процессе приведения к нормальной форме Бойса-Кодда мы можем потерять некоторые функциональные зависимости. Теперь. Чтобы привести наши таблицы к нормальным формам, мы должны производить декомпозицию. Каким образом мы будем это делать? Мы находим множество функциональных зависимостей, выделяем зависимость, которая нарушает нормальную форму, к которой мы хотим привести. Например, зависимость X определяет Y. Ищем также другие зависимости с той же самой левой частью, то есть мы ищем другие наборы атрибутов, которые функционально зависят от X. Выделяем в отдельное отношение наши атрибуты X, Y и все другие атрибуты, зависящие от X, а из исходного отношения мы удаляем зависимые атрибуты. Таким образом мы изучили с вами правила приведения отношений к нормальным формам.
