Введение в системы БД (542480), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Поэтому она может быть подвергнута декомпозиции без потерь на указанные проекции. (Заметьте, что ее не следует, а лишь.можно подвергать подобной декомпозиции.) Существование данной зависимости соединения предполагается на основании того факта, что атрибут (Б() является потенциальным ключом данной переменной-отношения (в действительности зто следует из теоремы Хита [11.4)).
Аналогично переменная-отношение Б удовлетворяет еще одной зависимости соединения. ь( ( Я(, БИАМЕ ), ( Я([, БТАТ()Б ), ( БМАМЕ, С1ТУ ) ) Она следует из того, что оба атрибута, (Бз) и (БЕАМЕ), являются потенциальными ключами. Как следует из приведенного выше примера, заданная зависимость соединения в(А, В, ..., 2) подразумевается потенциальными ключами тогда и только тогда, когда каждое подмножество атрибутов й, Б, ..., Е фактически является суперкчючом для данной переиенной-отношения.
Таким образом, относительно заданной переменной- отношения Е можно утверждать, что она находится в 5НФ, только при условии, что известны все ее потенциальные ключи и все зависимости соединения, существующие в ней. Однако в отличие от функциональных и многозначных зависимостей (для которых обычно существует вполне очевидное обоснование в реальном мире) обнаружить все зависимости соединения совсем непросто. Суть в том, что смысловое значение зависимостей соединения, которые не являются одновременно многозначными и функциональными, далеко не всегда очевидно. Следовательно, процедура определения того, что некоторая переменная-отношение все еше находится в 4НФ, а не в 5НФ, и, таким образом, существует возможность ее дальнейшей выгодной декомпозиции, все еще остается не вполне ясной. Однако, как следует из опыта, подобные переменные-отношения достаточно экзотичны и чрезвычайно репко встречаются на практике.
В заключение заметим, что, как следует из определения, 5НФ является окончательной нормальной формой по отношению к операциям проекции и соединения (что отражено в ее альтернативном названии — проекционно-соединительная нормальная форма). Таким образом, если переменная-отношение находится в 5НФ, то гарантируется, что она не содержит аномалий, которые могут быть исключены посредством ее разбиения на проекцииз. Если переменная-отношение находится в 5НФ, то единственными в ней являются те зависимости соединения, которые подразумеваются ее потенциальными ключами, и тогда единственными допустимыми декомпозициями будут декомпозиции, которые основаны на этих потенциальных ключах. (Каждая проекция в подобной декомпозиции будет состоять из одного или нескольких потенциальных ключей плюс нуль или более дополнительных атрибутов.) Например, переменная-отношение постав- шиков Я находится в 5НФ.
Как упоминалось выше, эта переменная-отношение мажет быть подвергнута дальнейшей декомпозиции без потерь, причем в нескольких вариантах, но каждая проекция в любом из этих вариантов по-прежнему будет содержать один из исходных потенциальных ключей. Следовательно, подобная декомпозиция не даст никаких дополнительных преимушеств. З Конечно, это не значит, чмо данная переменная-отношение свободна от всем возиожныл анолзалий. Это всего лишь означает, что она свободно от аномалий, которые .чогут быть исключены с поиощью разбиения на проекции. 480 Часть 111. Проектирование базы данных 12.4. Общая схема процедуры нормализации До данного момента в этой (и предшествующей) главе описывалась технология деколтозииии без потерь, предназначенная для использования в процессе проектирования базы данных.
Основная идея состоит в следующем. Пусть дана некоторая переменная- отношение й, представленная в 1НФ, в совокупности с набором определенных для нее функциональных зависимостей, многозначных зависимостей и зависимостей соединения. Задача заключается в систематическом разбиении исходной переменной- отношения й на набор меньших (т.е. имеющих меньшую степень) переменных- отношений, который в некотором заданном смысле будет эквивалентен переменной- отношению й, но с определенной точки зрения будет более предпочтительным.
(Исходная переменная-отношение й может быть получена за счет предварительного исключения тех атрибутов, которые принимают в качестве значений отношения, как было описано в разделе!2.2 или в ответе к упр. 11.3.) Каждый этап процесса нормализации заключается в разбиении на проекции переменных-отношений, полученных на предыдушем этапе. При этом на каждом этапе нормализации существующие ограничения используются для выбора тех проекций, которые будут получены в этот раз.
Весь процесс можно неформально определить с помощью перечисленных ниже правил. 1. Переменную-отношение в 1НФ следует разбить на такие проекции, которые позволят исключить все функциональные зависимости, не являющиеся неприводимыми. В результате будет получен набор переменных-отношений в 2НФ. 2.
Полученные переменные-отношения в 2НФ следует разбить на такие проекции, которые позволят исключить все существующие транзитивные функциональные зависимости. В результате будет получен набор переменных-отношений в ЗНФ. 3. Полученные переменные-отношения в 3НФ следует разбить иа проекции, позволяющие исключить любые оставшиеся функциональные зависимости, в которых детерминанты не являются потенциальными ключами. В результате такого приведения будет получен набор переменных-отношений в НФБК. Замечание. Правила 1-3 могут быть объединены в одно: "Исходную переменную-отношение следует разбить на проекции, позволяющие исключить все функциональные зависимости, в которых детерминанты не являются потенциальными ключами".
4. Полученные переменные-отношения в НФБК следует разбить на проекции, позволяющие исключить любые многозначные зависимости, которые не являются функциональными. В результате будет получен набор переменных-отношений в 4НФ. 3аиечание. На практике такие многозначные зависимости обычно исключаются перед выполнением этапов 1-3 ("устранение независимых МЗЗ"), как упоминалось при рассмотрении примера с переменной-отношением СТХ в разделе ! 2.2. 5. Полученные переменные-отношения в 4НФ следует разбить на проекции, позволяющие исключить любые зависимости соединения, которые не подразумеваются потенциальными ключами (хотя в данном случае в определение следовало бы добавить фразу "если их удастся выявить").
В результате будет получен набор переменных-отношений в 5НФ. Глава 12. Дальнейшая нормализация: более высокие нормальные формы 481 По поводу приведенных выше правил можно сделать несколько дополнительных замечаний. 1. Процесс разбиения на проекции на каждом этапе должен быть выполнен без потерь и с сохранением зависимостей (там, где это возможно).
2. Обратите внимание, что (как было впервые отмечено Фейгином в 112.141) сушествует довольно привлекательный набор следуюших альтернативных определений НФБК, 4НФ и 5НФ. ° Переменная-отношение й находится в НФБК тогда и только тогда, когда каждая функциональная зависимость подразумевается ее потенциальными ключами. ° Переменная-отношение й находится в 4НФ тогда и только тогда, когда каждая многозначная зависимость подразумевается ее потенциальными ключами. ° Переменная-отношение К находится в 5НФ тогда и только тогда, когда каждая зависимость соединения подразумевается ее потенциальными ключами.
Аномалии обновления, обсуждавшиеся в главе 11 и в предыдуших разделах данной главы, были вызваны именно теми функциональными зависимостями, многозначными зависимостями или зависимостями соединения, которые не подразумевались потенциальными ключами. 3. Обшее назначение процесса нормализации заключается в следуюшем: ° исключение некоторых типов избыточности; ° устранение некоторых аномалий обновления; ° разработка проекта базы данных, который является достаточно "хорошим'* представлением реального мира, интуитивно понятен и может служить хорошей основой для последуюшего расширения; ° упрощение процедуры описания необходимых ограничений целостности.
Последний пункт данного списка следует рассмотреть отдельно. Обшая идея (как отмечалось ранее, в главах 8, 10 и др.) состоит в том, что одни ограничения целостности подразуиевают другие ограничения. В качестве простейшего примера можно привести ограничение для суммы зарплаты, которая должна быть выше $10 000, а следовательно, выше нуля. Таким образом, если ограничение в подразумевает ограничение В, то посзе приведеиия в действие ограничения й будет автоматически задействовано также ограничение В (для этого даже не потребуется объявлять ограничение В явным образом, за исключением случаев, когда это будет сделано в виде комментария).
Тогда приведение к 5НФ представляет собой простой путь наложения некоторых важных и весьма распространенных ограничений. Главное — обеспечить поддержку уникальности потенциальных ключей, после чего все зависимости соединения (а также все многозначные и функциональные зависимости) будут реализованы СУБД автоматически, поскольку все они подразумеваются потенциальными ключами. 4. Необходимо вновь подчеркнуть тот факт, что данные рекомендации по поводу нормализации являются всего лишь рекомендациями и, вероятно, могут сушествовать соображения, по которым нормализацию не следует выполнять предложенным выше образом, причем "от начала и до конца".
Классическим примером ситуации, когда полная нормализация не желательна, является переменная- 482 Часть 111. Проектирование базы данных отношение типа "имя — адрес" аАРРй (из упр. 11.7 главы 11), хотя следует признать, что этот пример не совсем убедителен. Как правило, нормализацию рекомендуется выполнять полностью. 5. Необходимо еше раз повторить сделанное в главе! 1 замечание о том, что понятия зависимости и дальнейшей нормализации являются чисто семантическими, т.е. они связаны со смыслом данных, тогда как реляционная алгебра и реляционное исчисление, а также построенные на их основе языки наподобие ба, наоборот, имеют дело со значениями данных и не требуют (да и не могут требовать) выполнения нормализации выше первого уровня. рекомендации по выполнению дальнейшей нормализации должны рассматриваться, прежде всего, как некая упорядоченность, позволяющая разработчику базы данных (и, следовательно, ее пользователю) зафиксировать некую часть, пусть даже небольшую, семантики реального мира в простой и понятной форме.
б. Исходя из сказанного выше, необходимо отметить, что хотя идеи нормализации чрезвычайно полезны для проектирования баз данных, они вовсе не являются универсальным средством. Ниже перечислены некоторые причины подобного положения дел [12.9]. ° Нормализация (как упоминалось выше, в главе 8) действительно позволяет реализовать (и в очень простой форме) определенные ограничения целостности, однако на практике, помимо зависимостей соединения, функциональных и многозначных зависимостей, существуют и другие типы ограничений. ° Декомпозиция может быть неуникальной (как правило, имеется несколько способов приведения заданного набора переменных-отношений к 5НФ), однако существует очень мало критериев выбора наиболее предпочтительного варианта декомпозиции среди нескольких альтернативных. ° Как упоминалось в разделе! 1.5 (пример декомпозиции переменной-отношения ЯдТ), преследование одновременно двух целей, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
