4.3.3. Нормализация отношений

Центральная задача проектирования базы данных ЭИС - определение количества отношений (или иных СЕИ) и их атрибутного состава.

Задача группировки атрибутов в отношения, набор которых заранее не фиксирован, допускает множество вариантов решений. Рациональные варианты группировки должны учитывать следующие требования:

• множество отношений должно обеспечивать минимальную избыточность представления информации;

• корректировка отношений не должна приводить к двусмысленности или потере информации;

• перестройка набора отношений при добавлении в базу данных новых атрибутов должна быть минимальной.

Удовлетворение этих требований достигается нормализацией отношений БД. Нормализация - это пошаговый обратимый процесс декомпозиции исходных отношений на другие, более мелкие и простые отношения. В результате проведения нормализации получается БД, в которой информация о каждом факте хранится только в одном месте. При выполнении нормализации исследуются все возможные функциональные зависимости между атрибутами.

4.3.4. Функциональные зависимости

Пусть в отношении R имеются два атрибута А и В. Атрибут В функционально зависит от атрибута А, если в любой момент времени каждому значению А соответствует единственное значение В. Функциональная зависимость обозначается АВ.

Другими словами АВ, если imB(a) содержит один элемент для любого значения a атрибута A.

Рассмотрим отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ПРЕДМЕТ (табл.4.10).

Таблица 4.10
Пример отношения
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ_ПРЕДМЕТ
ТабНом+Предмет		КолЧасов	Фамилия	Должность	Оклад	Кафедра	Телефон
1	ТЭИС	51	Иванов	доцент	450	ИС	1-15
1	БД	68	Иванов	доцент	450	ИС	1-15
2	ЭВМ	48	Петров	доцент	450	ИС	1-15
3	ЭВМ	48	Сидоров	профессор	550	ЭВМ	2-43
4	МатАн	68	Федоров	ст.преп.	350	ВМ	2-75
4	ТеорВер	102	Федоров	ст.преп.	350	ВМ	2-75

В данном отношении нельзя выбрать в качестве ключа один атрибут, поэтому будем использовать составной ключ ТабНом+Предмет.

В отношении можно выделить ряд функциональных зависимостей:

Должность  Оклад

ТабНом  Фамилия

Предмет  КолЧасов

Кафедра  Телефон и т.д.

Пусть в отношении R имеются атрибуты A1, A2, …, Ak, образующие ряд A=A1, A2, …, Ak, и отличный от этих атрибутов атрибут B. Атрибут B полностью функционально зависит от ряда атрибутов A, если B функционально зависит от A и не зависит ни от какого подряда ряда A.

Все неключевые атрибуты функционально зависят от ключа, но степень зависимости может быть различной: если неключевой атрибут зависит только от части ключа, то это частичная зависимость; если атрибут зависит от всего составного ключа и не находится в частичной зависимости от его частей, то говорят о полной функциональной зависимости от всего составного ключа.

Если для атрибутов А, В, С выполняются условия АВ и ВС, но обратная зависимость отсутствует, то говорят, что С зависит от А транзитивно.