4.4. Поняття нормалізації відношення

Одні і ті ж дані (відношення) можуть групуватися в таблиці різними способами, тобто можлива організація різних наборів відношень взаємозалежних інформаційних об'єктів. Групування атрибутів у відношеннях повинна бути раціональною, тобто такою, що мінімізує дублювання даних і процедури, спрощує їх обробку й відновлення.

Певний набір відношень має кращі властивості при включенні, модифікації, видаленні даних, ніж усі інші можливі набори відношень, якщо він відповідає вимогам нормалізації відношень.

Рис. 4.14. Приклад відображення зв'язку

Багато-до-багатьох

Нормалізація відношень – це формальний апарат обмежень на формування відношень (таблиць), що дозволяє усунути дублювання, забезпечує несуперечність збережених у базі даних, зменшує трудозатрати на ведення (уведення, коректування) бази даних.

Іншими словами, нормалізація – це розбивка таблиці на дві або більше, що володіють кращими властивостями при включенні, зміні й видаленні даних. Остаточна мета нормалізації зводиться до одержання такого проекту бази даних, у якому кожен факт з'являється лише в одному місці, тобто виключена надмірність інформації.

У теорії реляційних баз даних звичайно виділяється більш ніж шість нормальних форм, але обов’язковим є досягнення перших трьох:

перша нормальна форма (1NF);

друга нормальна форма (2NF);

третя нормальна форма (3NF);

Основні властивості нормальних форм:

кожна наступна нормальна форма в деякому сенсі краще попередньої;

при переході до наступної нормальної форми властивості попередніх нормальних властивостей зберігаються.

В основі процесу проектування лежить метод нормалізації, або декомпозиції відношення, що перебувають у попередній нормальній формі, у дві або більше відношень, що задовольняють вимогам наступної нормальної форми.

1NF – перша нормальна форма: таблиця (відношення) перебуває в першій нормальній формі (1НФ) тоді й тільки тоді, коли жоден з її рядків не містить у будь-якому своєму полі більше одного значення, тобто значення всіх його атрибутів атомарні (неподільні), й жодне з її ключових полів не порожнє.

2NF – друга нормальна форма: відношення перебуває в другій нормальній формі (2НФ), якщо воно задовольняє визначенню 1НФ, і всі його поля, що не входять у первинний ключ, зв'язані повною функціональною залежністю з первинним ключем.

Дуже часто первинний ключ відношення включає кілька атрибутів. При цьому необхідне поняття повної функціональної залежності.

Неключовий атрибут функціонально повно залежить від складеного ключа, якщо він функціонально залежить від усього ключа в цілому, але не перебуває у функціональній залежності від будь-якого із вхідних у нього атрибутів.

3NF – третя нормальна форма: відношення перебуває в 3НФ, якщо воно перебуває в 2НФ і кожен неключовий атрибут нетранзитивно залежить від первинного ключа.

Функціональна залежність X  Z називається транзитивною, якщо існує такий атрибут Y, який має функціональні залежності X  Y і Y  Z, а функціональна залежність Y  X Y Z відсутня.

На практиці третя нормальна форма схем відношень достатня в більшості випадків, і приведенням до третьої нормальної форми процес проектування реляційної бази даних звичайно закінчується. Однак іноді продовжують процес нормалізації.