Нормализация отношений

Реляционная модель организации данных

Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц (реляция-отношение), в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица обладает следующими свойствами:

· Каждый элемент таблицы – один элемент данных;

· Все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

· Каждый столбец имеет уникальное имя;

· Одинаковые строки в таблице отсутствуют;

· Порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Пример. Реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в Вузе:

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.87
	Петрова	Анна	Алексеевна	13.0186
	Иванова	Нина	Ивановна	14.04.87

Отношения (реляции) представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют записям, а столбцы – полям.

Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица БД имеет составной ключ. В примере вам показанном ключевым полем таблицы является «№ личного дела».

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей), в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ – ключ второй таблицы.

Пример. Реляционная модель, построенная на основе отношений: СТУДЕНТ,СЕССИЯ, СТИПЕНДИЯ.

Отношение Студент

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.87
	Петрова	Анна	Алексеевна	13.0186
	Иванова	Нина	Ивановна	14.04.87

Отношение Сессия

№ личного дела	Оценка 1	Оценка 2	Оценка 3	Оценка 4	Результат сдачи сессии
					нет
					да
					да

Отношение СТИПЕНДИЯ

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Результат сдачи сессии
	Сергеев	Петр	Михайлович	нет
	Петрова	Анна	Алексеевна	да
	Иванова	Нина	Ивановна	да

Отношения СТУДЕНТ и СЕССИЯ имеют совпадающие ключи (Номер зачетной книжки), что дает возможность легко организовать между ними связь. Таблица СЕС­СИЯ имеет первичный ключ Номер зачетной книжки и содержит внешний ключ Результат сдачи сессии (значением этого атрибута может быть логическое «да» — с или «нет» — не сдал), который обеспечивает ее связь с таблицей («СТИПЕНДИЯ»)

Нормализация отношений.

Нормализация отношений – формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение БД

Отношение называется нормализованным ( или находящимся в первой нормальной форме), если все его атрибуты далее неделимы. Преобразование отношения к первой нормальной форме может привести к увеличению количества полей таблицы и изменению ключа.

Например, таблица Студент –(Номер,ФИО, Дата рождения, группа) находятся в первой нормальной форме.

Отношение находится во второй нормальной форме, если оно находится в пер­вой нормальной форме, и каждый неключевой атрибут функционально полно за­висит от (составного) ключа.

Так, отношение СТУДЕНТ находится во второй нормальной форме, так как его неключевые атрибуты функционально зависят от ключа Номер зачетной книж­ки. Отношение СЕССИЯ, имеющее составной ключ Номер зачетной книжки + Результат сдачи сессии, не находится во второй нормальной форме, так как атри­буты Оценка1 и т.д. не находятся в полной функциональной зависимости от со­ставного ключа. Функциональная зависимость реквизитов – зависимость, при которой в экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного характера.

Понятие третьей нормальной формы связано с понятием транзитивной зависи­мости. Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, если один из двух описательных реквизитов зависит от ключа, а другой описательный реквизит зависит от первого описательного реквизита. Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормаль­ной форме и каждый неключевой атрибут нетранзитивно зависит от ключа.

Пример. Если в состав описательных реквизитов информационного объекта Студент включить фамилию старосты группы (староста), которая определяется только номером группы то одна и та же фамилия старосты будет многократно повторяется в разных экземплярах данного информационного объекта. В этом случае наблюдаются затруднения в корректировке фамилии старосты и в случае назначения нового старосты,а также неоправданный расход памяти для хранения дублированной информации.