Процесс нормализации и другие нормальные формы

Иерархия нормальных форм

• 1НФ - необходимо проверить отношение на наличие повторяющихся групп атрибутов и не атомарных атрибутов
• 2НФ - находим все функциональные зависимости, у которых левая часть является подключом и декомпозируем по ним
• 3 НФ - находим транзитивные нормальные зависимости и декомпозируем по ним
• НФБК - декомпозируем, если все еще есть функциональные зависимости, у которых в левой части не надключ. При этом могут пропасть некоторые функциональные зависимости. Лучшая нормальная форма, которую можем получить на базе ФЗ
• 4НФ - находим множественные зависимости. При наличии нетривиальных МЗ декомпозируем. Лучшая нормальная форма для декомпозиции на два отношения
• 5НФ - находим зависимости соединения. Если находим, то снова декомпозируем. Лучшая нормальная форма для декомпозиции

Теоремы Дейта-Фейгина

Теорема:

Теорема Дейта-Фейгина 1. Если отношение находится в 3НФ и все ключи простые, то отношение находится в 5НФ.

Теорема:

Теорема Дейта-Фейгина 2. Если отношение находится в НФБК и существует простой ключ, то отношение находится в 4НФ.

Процесс нормализации

• 1НФ
• НФБК. Если приведение к НФБК разрушает полезные нам функциональные зависимости, то останавливаемся на 3НФ.
• 4 НФ
• 5 НФ, если находим нетривиальные зависимости соединения

Обычно при грамотном построении модели сущность-связь полученное отношение будет находиться как минимум в 3НФ.

Набор операций

1. Проекция - разбиение на части 2. Соединения - склейка частей

Можно задать другой набор операций и определить свои нормальные формы. Например, разбить множество строк на разные куски и объединять соответствующие множества.

Доменно-ключевая нормальная форма

Определение:

В доменно-ключевой нормальной форме все ограничения являются следствием ограничения доменов и ключей. Где ограничение домена – тип атрибута, ограничение ключа – множество атрибутов, являющихся ключом.

Формально, ДКНФ - это та форма, к которой хотим в итоге привести отношение, так как база данных умеет эффективно проверять ограничения ключей, а также ограничения доменов - что мы не можем записать значения несоответствующего типа атрибута.

Теорема:

Доменно-ключевая нормальная форма является более строгой, чем пятая нормальная форма. (Фейгин)

Утверждение:

ДКНФ не достижима инкрементально.

С одной стороны, именно эта нормальная форма используется на практике, так как нас интересует именно ограничение доменов и ключей, но мы пользуемся тем, что ситуации, когда отношение находится в 5НФ и не находится в ДКНФ, вырожденные, хотя и существуют в теории.