Нормализация и денормализация отношений

Нормализация представляет собой процесс дальнейшего совершенствования реляционной модели. Она выполняется после создания приближенной модели и предназначена для повышения уровня ее структурной организации. В основе нормализации лежит определенный математический аппарат, базирующийся на концепции функциональной зависимости- Один столбец или множество столбцов Y функционально зависят от одного столбца из множества столбцов X, если данное множество значений для X определяет единственное множество значений для У. реляционный информационный международный стандарт.

" У функционально зависит от X" «X определяет Y» XY.

Наиболее очевидным примером может быть первичный ключ таблицы реляционной модели, который однозначно определяет строку этой таблицы; однако могут существовать и другие зависимости, в которые не входят первичные ключи. Главная цель нормализации — избавить реляционную таблицу от зависимостей, не связанных с первичными ключами.

Обеспечение целостности; Данные сохраняют корректность и достоверность, поскольку в результате нормализации они будут сохраняться только в одном месте, т. е. нормализация должна привести к исключению избыточности данных. В противном случае вам придется следить за синхронными изменениями всех копий данных, что потребует включения в систему дополнительно к стандартным средствам СУБД многих весьма сложных прикладных программ.

Создание формальной модели, как можно более независимой от специфики приложения; Нормализация способствует тому, что реляционная модель опирается на данные, а не на процессы их обработки. На практике это означает, что структура базы данных остается неизменной даже при изменении процессов обработки. Требования приложений не должны сказываться на логической структуре базы данных (однако, они должны учитываться при проектировании физической структуры системы).

Снижение требований к объему памяти Непосредственным следствием этого является повышение скорости поиска данных. Если не обращать внимания на внешние ключи, то полная нормализация приводит к исключению избыточности данных в проектируемой системе. Естественно, что избыточность всегда связана с дополнительными объемами памяти для хранения избыточных данных. Кроме того, чем больший массив данных просматривается при поиске нужной информации, тем продолжительней поиск и соответственно тем ниже производительность системы.

• 1НФ
• · Значения в ячейках таблицы д.б. атомарными
• · Все записи в столбце д.б. одного типа
• · Каждый столбец имеет уникальное имя
• · Порядок столбцов в таблице несущественен
• · В отношении не м.б. двух одинаковых строк
• · Порядок строк не имеет значения
• 2НФ- - отсутствие частичной зависимости Отношение находится во второй нормальной форме, если все его неключевые атрибуты зависят от всего ключа

Транзитивная зависимость

3НФотсутствие транзитивной зависимости Отношение находится в ЗНФ, если оно находится во 2НФ и все его неключевые столбцы зависят только от ключа.

Инверсная частичная зависимость

Нормальная форма Бойса-Кодда отсутствие инверсной частичной зависимости Отношение находится в НФБК, если оно находится в 3НФ и ни первичный ключ, ни какая-либо его часть не зависит от неключевого атрибута Отношение с многозначной зависимостью.

• 4НФ- - отсутствие многозначной зависимости Отношение находится в 4НФ, если оно находится в НФБК и в ней отсутствуют многозначные зависимости
• 5НФ — отсутствие объединенной зависимости Отношение находится в 5НФ, если оно находится в 4НФ в ней отсутствуют объединенные зависимости (join dependence)

Доменно-ключевая нормальная форма Отношение находится в ДКНФ, если выполнение ограничений на домены и ключи приводит к выполнению всех ограничений Денормализация Иногда отношения намеренно оставляют в ненормализованном виде, либо нормализуют, а затем денормализуют. Зачастую это делается для повышения производительности. Всегда, когда необходимо комбинировать данные из двух различных таблиц, СУБД должна выполнять дополнительную работу. В большинстве случаев для этого необходимо как минимум две операции чтения вместо одной.