BAZE DE DATE
FORMELE NORMALE 1, 2 I 3
Normalizarea prin descompunere i sintez. Dou cazuri
practiceUniversitatea Al.I. Cuza Iai Facultatea de Economie i
Administrarea AfacerilorDepartamentul de Contabilitate, Informatic
economic i Statistic Marin Fotache 1Tutoriale video05a Normalizare.
Introducere, specificatii, cazuri
practicehttp://1drv.ms/1nFHDj205b_Prima_forma_normalahttp://1drv.ms/1nFHT1w05c_A_doua_forma_normalahttp://1drv.ms/1te6ruJ05d_A_treia_forma_normalahttp://1drv.ms/1nFSRUO05e_A_patra_forma_normalahttp://1drv.ms/1te6BlZ05f_Normalizarea_prin_sintezahttp://1drv.ms/1te6J4P2Scopul
normalizriiPornind de o problem real (practic), ncercm s construim
o schem rezonabil a bazei de date (dedicate acestei probleme) O
schem rezonabil este o schem care preia n BD (i, ulterior,
prelucreaz i furnizeaz celor interesai) informaiile relevante,
utile, necesare organizaieiCine decide dac o schem rezonabil
?Echipa de proiectareUtilizatorii aplicaie/BD, att la proiectare,
ct i la nceputul i pe parcursul folosirii BDProfesorii (n cazul
cursului de fa)3Exemple de probleme (reale)Gestiunea unei
farmaciiSalarizarea la o companie sau organizaieGestiunea
vnzrilorEvidena stocurilorGestiunea activitii unui cabinet
veterinarFacturarea serviciilor pentru o firm de televiziune,
telefonie i internet prin cabluInformaii despre UEFA Champions
League (sau campionate naionale, europene, mondiale)4De la ce
pornim n normalizare ?De la specificaiile problemeiSpecificaiile
sunt reguli i restricii dup care se organizeaz i deruleaz
activitile, procesele, evenimentele, operaiunile (pentru problema
dat)Specificaiile depind de:LegislaiePractica managerial,
financiar-contabil, operaional din companie etc.Domeniul de
activitate i mrimea companieiCerinele clientului (companiei)
5Munca de analist/proiectantMai nti, analistul/proiectantul
studiaz specificul problemei (colabornd cu clienii, experii
(profesionitii din domeniul problemei), viitorii utilizatori ai
aplicaiei i ali analiti), apoi construiete un model (mai mult sau
mai puin riguros) al cerinelor problemeiModelul final se va
prezenta sub forma unor diagrame de date i procese (pe care le vei
studia la Analiza/Proiectarea SI, sau SIFC1+2)6Cum va decurge
normalizareaPornim de la specificaiile problemei (simplificndu-le,
mai ales n primele cazuri practice)Inventariem toate informaiile
necesare (informaii care vor deveni atribute ale BD)Stabilim
dependenele dintre atribute (funcionale, de incluziune, ...)Obinem
BD ntr-o form normal ct mai avansat (ideal ar fi 5NF, dar ne vom
mulumi de multe ori i cu 3NF)Folosind normalizarea prin
descompunere aducem BD succesiv n 1NF, 2NF ...Folosind normalizarea
prin sintez aducem BD direct n 3NF / 4 NF7Caz practic 1 Biblioteca
FEAAScop: Stocarea de informaii privind crile aflate n rafturile
bibliotecii FEAA (Corp B UAIC, Etaj 1)
Specificaii minimale:Fiecare carte publicat (n Romnia i
strintate) este identificat n mod unic la nivel mondial prin
ISBNCrile sunt publicate de edituriO editur i are sediul principal
ntr-o localitateBiblioteca FEAA poate avea unul sau mai multe
exemplare ale unei cri (ale unui titlu)Biblioteca FEAA
(continuare)Specificaii minimale (continuare):Biblioteca FEAA
gestioneaz fiecare exemplar atribuindu-i o CotNu exist dou
exemplare ale unei cri (sau ale dou) cu aceeai cot (valoarea cotei
unui exemplar este unic )Biblioteca FEAA nu mprumut cri la
domiciliu (sau birou/laborator) i nici nu gestioneaz
cititoriiPentru fiecare carte se preiau toi autoriiPentru a nlesni
cutarea, bibliotecarii FEAA asociaz fiecrei cri cuvinte cheie (care
semnalizeaz ce subiecte trateaz cartea respectiv)Caz practic 2
FACTURARE (1)Scop: Stocarea de informaii privind facturile emise de
o companie, facturile ce reflect vnzri de produse.
Specificaii minimale:Compania i numeroteaz strict facturile
emise, fr a mai refolosi vreodat numerele deja alocate;O factur
este adresat unui singur client; n timp, unui client i pot fi
adresate oricte facturi;Clienii sunt exclusiv persoane juridice
(organiza-ii/companii); pentru fiecare client exist o singur
persoan de contact, despre care ne intereseaz numele, telefonul i
adresa de e-mail ; 10FACTURARE (2)Specificaii minimale
(continuare):Pe o factur se consemneaz vnzarea a unu, dou sau mai
multe produse;Informaiile care ne intereseaz despre produse sunt:
Codul (intern), Denumirea, Unitatea de msur i Procentul TVA;
procentul de TVA se aplic la fiecare vnzare a produsului (19%, 9%,
0% sau, mai nou 24%).Pe o factur, un produs apare o singur dat;BD
trebuie s furnizeze informaii precum: TVA colectat pentru o factur,
valoarea fr i cu TVA a facturii etc.
11I. Normalizare prin descompunerePrima form normalizat (1)Codd:
O relaie este n prima form normal dac nici unul dintre domeniile
sale nu conine elemente care sunt, la rndul lor, seturi
(ansambluri)O relaie aflat n 1FN ca acea relaie n care fiecare
atribut prezint numai valori atomice, adic toate atributele sunt
ne-decompozabile; R.Riordan: o relaie este n 1FN dac domeniile pe
care sunt definite atributele relaiei sunt scalare13Prima form
normalizat (2)Connoly i Begg: O relaie n 1FN este o relaie n care
intersecia oricrei linii cu oricare coloan conine o valoare i numai
unaO relaie n 1FN nu trebuie s conin grupuri repetitive.
Obs: orice relaie n 1FN trebuie s posede cheie primar
(atributele din componena cheii primare nu pot avea valori
nule)14Biblioteca FEAA (o (mic) poriune)
ISBNTitluEditurAtribute:AnApariieAutoriCote
CuvinteCheieBIBLIOTECA Relaia universal (iniial)Obs:O linie a
tabelei BIBLIOTECA se refer la un titlu de carte din care s-au
achiziionat unul, dou sau mai multe exemplareCheia primar a tabelei
poate fi atributul ISBN Trei dintre atribute Autori, Cote i
CuvinteCheie nu sunt atomiceDeocamdat nu atomizm cele trei atribute
neatomice (dei ne-am pricepe)LocSediuEdRelaia BIBLIOTECA nu este n
prima forma normal !!!Motivul: trei dintre atribute nu sunt atomice
(ci seturi sau grupuri repetitive)Trei soluii:Constituirea de
grupuri repetitive pe orizontal ex. nlocuirea atributului Autor cu
atributele Autor1, Autor2, Autor3...Constituirea de grupuri
repetitive pe vertical i modificarea cheii primare din ISBN n
(ISBN, Autor, Cot, CuvntCheie)Spargerea relaiei universale (RU) n
cte o tabel pentru fiecare atribut neatomic (plus o tabel cu ceea
ce rmne din RU)17BIBLIOTECA 1 - Grupuri repetitive pe orizontal
18ISBNTitluEditurAtribute:AnApariieAutor1Cota1
CuvntCheie1BIBLIOTECA1 Grupuri repetitive pe orizontal
(continuare)Obs:Cheia primar a tabelei rmne atributul ISBN Pentru
crile cu mai puin de patru autori, mai puin de trei exemplare
(cote) i mai puin de opt cuvinte cheie o s avem valori NULL Pentru
crile cu mai mult de patru autori, mai mult de trei exemplare
(cote) i mai mult de opt cuvinte cheie AM NCURCAT-O !!!
LocSediuEdAutor2Autor3Autor4Cota2
Cota3
CuvntCheie2CuvntCheie3CuvntCheie4CuvintCheie5CuvintCheie6CuvintCheie7CuvintCheie8BIBLIOTECA1
- Grupuri repetitive pe orizontal (continuare)Soluia este destul de
stupid, ns baza de date este n 1NF !Trebuie s lum n calcul numrul
maxim de:AutoriCoteCuvinte Cheiepentru o carte i obinem o structur
complet ineficient Soluia poate fi aplicat doar cnd numrul de
membri ai setului este cunoscut i fix; de ex:, n loc de atributul
(neatomic) Prini putem folosi IdPrinte1_Mama i IdPrinte2_Tata
pentru descrierea copiilor ntru BD
BIBLIO-TEC2 - Grupuri repetitive pe vertical
(fragment)BIBLIOTECA2 - Grupuri repetitive pe vertical
(continuare)ISBNTitluEditurAtribute:AnApariieAutorCota
CuvntCheieObs:Numrul de atribute este redus, ns numrul de
nregistrri crete ameitor (este nevoie de o linie pentru fiecare
combinaie exemplar (carte) autor cuvnt cheieO nregistrare descrie
un subiect (cuvnt cheie) tratat ntr-un exemplar al unei cri scrise
de unul dintre autori (ciudat, nu ?)Cheia primar a tabelei se
modific: (Cota, Autor, CuvntCheie) Am scpat de ne-atomicitate, adic
avem BD n 1NF, dar costul este destul de mare !!!BIBLIOTECA2 este n
1NF !LocSediuEdBIBLIOTECA3 Spargerea relaiei universale (pt.
fiecare atribut neatomic)
BIBLIOTECA3 (continuare)CRI {ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd,
AnApariie}COTE {ISBN, Cota} AUTORI_CRI {ISBN,
Autor}CRI_CUVINTECHEIE {ISBN, CuvntCheie}
Obs:Este prima variant de spargere a BD n mai multe tabeleToate
cele patru tabele sunt n 1NFAceast manier de spargere a nu este
ntotdeauna funcionalntre tabelele obinute exist cteva diferene;
spre ex., n tabela COTE cheia primar e simpl (atributul Cota), n
timp ce n celelalte tabele construite pe baza neatomicitii cheia
primar este compus
BD BIBLIOTECA n 1 NF(recapitulare)n prima form normal (1NF) baza
de date BIBLIOTECA poate s aib (cel puin) trei configuraii: Tabela
BIBLIOTECA1 {ISBN, Titlu, Cota1, Cota2, Cota3, Autor1, Autor2,
Autor3, Autor4, Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie1,
CuvntCheie2, CuvntCheie3, CuvntCheie4, CuvntCheie5, CuvntCheie6,
CuvntCheie7} (varianta 1)Tabela BIBLIOTECA2 {ISBN, Titlu, Cot,
Autor, Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie} (varianta
2)Tabelele CRI, COTE, AUTORI_CRI i CRI_CUVINTECHEIE (varianta
3)Prima variant este descalificat (inoperabil)Variantele 2 i 3 vor
fi duse n formele normale (normalizate) 2, 3...FACTURARE Relaia
universalNrFactNumeClCodFiscalClAdresaClCodPersContactNumePersContactTelPersContactEMailPersContactLocalitCl
DataFactCodProdDenProdUMProcTVAProdCantitPretUnitValoareFrTVA
TVAFactur ValoareTotalFactur Atribute calculate (le
eliminm):Obs:Relaia este n 1FNO linie din FACTURARE se refer la un
produs vndut n cadrul unei facturi- Cheia primar n FACTURARE :
(NrFact, CodProd)26BD FACTURARE n prima forma normal 1NFR {NrFact,
DataFact, CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl, CodPersContact,
NumePersContact, TelPersContact, EMailPersContact, CodProd,
DenProd, UM, ProcTVAProd, Cant, PretUnit}27Probleme ale bazelor de
date aflate n 1NFTeoretic, o BD este normalizat dac este mcar n
prima form normal (1NF)De obicei, ns, o BD aflat n 1NF prezint
cteva probleme majore:Grad mare de redundan (repetabilitate) a
datelorImposibilitatea adugrii unor categorii de informaii
(anomalii la inserare)Pierderea coerenei datelor la anumite
modificri de informaii (anomalii la modificare)Pierderea uneor
informaii la tergerea unor nregistrri (anomalii la tergere)
Anomalii n BD BIBLIOTECA2 {ISBN, Titlu, Cot, Autor, Editura,
LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie}Redundane:Pe fiecare nregistrare
trebuie specificat i valoarea atributului ISBN, i pe cea a
atributului AnApariie, chiar dac un titlu are o singur prim
apariiePe fiecare nregistrare trebuie specificat i valoarea
atributului Editur, i pe cea a atributului LocSediuEd, chiar dac o
editur are un singur sediuPentru corectitudinea interogrilor, toi
autorii unei cri trebuie combinai cu toate cuvintele cheie ale crii
i toate exemplarele (cotele) crii; dac o carte are 5 exemplare, 7
autori i 10 cuvinte cheie, n tabela BIBLIOTEC2 vor fi inserate 5 *
7 * 10 = 350 de nregistrri
Anomalii n BD BIBLIOTECA2 cont. {ISBN, Titlu, Cot, Autor,
Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie}Ex. de anomalii la
inserare: I1: o editur nu poate fi adugat n tabel pn nu avem mcar o
carte tiprit la aceast editurI2: o carte (titlu) nu nu poate fi
adugat n tabel fr mcar (cel puin) un autor, mcar un exemplar i mcar
un cuvnt cheie Ex. de anomalii la modificare: M1: Dac modificm
ntr-o nregistrare valoarea unuia dintre atributele Titlu, Editur,
LocSediuEd, AnApariie i exist i alte nregistrri pentru cartea
(titlul) respectiv, cum tim care dintre valorile acestor atribute
pe celelalte nregistrri (corespunztoare crii respective) sunt
corecte ?
Anomalii n BD BIBLIOTECA2 cont. {ISBN, Titlu, Cot, Autor,
Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie}
Ex. de anomalii la modificare (continuare): M2: Dac, am precizat
greit cota unei cri i descoperim greeala dup ctva timp, va trebui s
o reparam n toate nregistrrile n care cota greit apare combinat cu
toate valorile atributelor Autor i CuvntCheie (corespunztoare crii
respective)Ex. de anomalii la tergere: S1: Dac tergem singura carte
pe care o avem aprut la o editur, odat cu cartea pierdem i
informaiile despre editura respectiv
Anomalii n BD BIBLIOTECA3CRI {ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd,
AnApariie}COTE {ISBN, Cota} AUTORI_CRI {ISBN,
Autor}CRI_CUVINTECHEIE {ISBN, CuvntCheie}
Prin comparaie cu BIBLIOTECA2, gradul de redundan i numrul
anomaliilor la inserare, modificare, tergere sunt incomparabil mai
miciRmn valabile anomaliileI1S1
Anomalii ale BD FACTURARE n 1NF relaia R (1)Risip de spaiu: la
fiecare linie dintr-o factur, trebuie introduse i:Numele, codul, i
adresa clientuluiDatele despre persoana de contactData
facturiiAnomalii la inserarea de nregistrri n RF: Niciun client nu
poate introdus n tabela RF pn nu avem factur pentru acestaNiciun
produs nu poate fi adugat n tabela RF pn nu apare pe o
factur33Anomalii ale BD FACTURARE n 1NF relaia R (2)La modificarea
de nregistrri n RF:Dac dup civa ani (i 200 de facturi) o firm
client i schimb persoana de contact (sau adresa sediului), pe cte
linii trebuie s operm modificarea?La tergerea de nregistrri din
RF:Dac tergem singura factur a unui client, tergem i datele despre
acestaAnalog n cazul produselor
34A doua forma normal 2NFO relaie se afl n 2NF dac:Este deja n
1NFNu conine dependene funcionale pariale
O baz de date este n 2NF dac toate relaiile care o alctuiesc se
afl n 2FN
Orice relaie care conine DF pariale trebuie descompus (spart)
pentru a fi conform cu 2FN35Cum testm dac o BD este sau nu n a doua
forma normal ?Tabelele care au cheia primar alctuit dintr-un singur
atribut sunt deja n 2FNLum n discuie fiecare tabel a BD din prima
form normal n care cheia primar este compusInventariem dependenele
funcionale ce decurg automat din cheia primarDac mcar una dintre
aceste DF este parial, atunci tabela (i, n consecin, baza de date)
nu este n 2FN !!!Dac niciuna dintre tabelei primei forme normale nu
conine vreo dependen funcional parial, spunem ca baza este date
este n 2FN
DF ale cheii primare n BIBLIOTECA2{ISBN, Titlu, Cot, Autor,
Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie}(Cot, Autor,
CuvntCheie)(Cot, Autor, CuvntCheie)(Cot, Autor, CuvntCheie)(Cot,
Autor, CuvntCheie)TitluEdituraLocSediuEdAnApariie(Cot, Autor,
CuvntCheie)ISBNBIBLIOTECA2 nu este n 2FN !Toate cele patru DF sunt
pariale ntruct, singur, atributul Cota implic funcional cele patru
destinaiiCotCotCotCotTitluEdituraLocSediuEdAnApariieDeci:(Cot,
Autor, CuvntCheie)(Cot, Autor, CuvntCheie)(Cot, Autor,
CuvntCheie)(Cot, Autor,
CuvntCheie)TitluEdituraLocSediuEdAnApariieparialparialparialparialCot
ISBNCum aducem o tabel n a doua forma normal ?O spargem !Se
constituie cte o tabel distinct pentru fiecare sub-ansamblu (un
atribut, dou atribute, ...) din cheia primar a tabelei aflate n1NF,
subansamblu care are mcar o destinaie funcional (o destinaie poate
fi oricare atribut al tabelei care nu este membru al cheii primare)
subansamblul va fi cheia primar a noii tabeleDin tabela iniial
(aflat n 1 NF), de obicei, rmn doar atributele care nu sunt
destinaii funcionale ale surselor de la punctul anteriorExist
situaii cnd din tabela iniial nu mai rmne nimic !BIBLIOTECA2 adus n
2FNPe baza destinaiilor funcionale ale atributului (subansamblului
din cheie) Cot obinem tabela:n 1NF: BIBLOTECA2 {ISBN, Titlu, Cot,
Autor, Editura, LocSediuEd, AnApariie, CuvntCheie}BIBLIOTECA2_1
{Cot, ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd, AnApariie}Din BIBLIOTECA2
rmne tabela:BIBLOTECA2_2 { Cot, Autor, CuvntCheie}Concluzie: n 2FN
tabela BIBLIOTECA2 se sparge n tabelele BIBLIOTECA2_1 i
BIBLIOTECA2_2BIBLIOTECA3 este deja n 2NF !Cheile primare ale
tabelelor CRI i COTE sunt simple (alctuite dintr-un singur
atribut)Cheile primare ale tabelelor AUTORI_CRI i CRI_CUVINTECHEIE
sunt compuse, ns aceste tabele nu mai conin niciun alt atribut
(posibil destinaie funcional a vreunui sub-ansamblu al cheii
primare)
Concluzie: BD BIBLIOTECA3 are n 2 NF aceai structur ca i n 1 NF
!Este BD FACTURARE n 2FN ?n 1 NF, BD FACTURARE are structura
relaiei R Trebuie identificate dependenele funcionale ce decurg din
calitatea de cheie primar a ansamblului (NrFact, CodPr)Din vreuna
dintre DF de mai sus este parial, R nu este n 2 NFDac R nu este n 2
NF va trebui spartCheia primar a lui R este format din dou tabele,
deci numrul maxim de tabele ce ar putea fi obinute n 2 NF este
trei:R1 {NrFact, .}R2 {CodPr, }R3 {NrFact, CodPr} ceea ce rmne din
R
DF n relaia R ce decurg din cheia primar (1)R {NrFact, DataFact,
CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl, CodPersContact,
NumePersContact, TelPersContact,
EMailPersContact, CodProd, DenProd,
UM, ProcTVAProd, Cant, PretUnit}Sursa DFDestinaii sunt toate
celelalte atribute43DF n relaia R ce decurg din cheia primar
(2)(NrFact, CodProd) DataFact(NrFact, CodProd) CodFiscalCl(NrFact,
CodProd) NumeCl(NrFact, CodProd) AdresaCl(NrFact, CodProd)
LocalitCl(NrFact, CodProd) CodPersContact(NrFact, CodProd)
NumePersContact44DF n relaia R ce decurg din cheia primar
(3)(NrFact, CodProd) TelPersContact(NrFact, CodProd)
EMailPersContact(NrFact, CodProd) DenProd(NrFact, CodProd)
UM(NrFact, CodProd) ProcTVAProd(NrFact, CodProd) Cant(NrFact,
CodProd) PretUnit45DF pariale n R (1)(NrFact, CodProd) DataFact
(NrFact, CodProd) CodFiscalCl
(NrFact, CodProd) NumeCl
(NrFact, CodProd) AdresaCl
(NrFact, CodProd) LocalitCl
(NrFact, CodProd) CodPersContact
(NrFact, CodProd) NumePersContactPPPPPPP46DF pariale n R
(2)(NrFact, CodProd) TelPersContact
(NrFact, CodProd) EMailPersContact
(NrFact, CodProd) DenProd
(NrFact, CodProd) UM
(NrFact, CodProd) ProcTVAProdPPPPP47FACTURARE -Trecerea din 1NF
n 2NFR { NrFact}R { NrFact, DataFact, CodFiscalCl, NumeCl,
AdresaCl, LocalitCl, CodPersContact, NumePersContact,
TelPersContact, EMailPersContact}, DenProd, UM, ProcTVAProdR {
NrFact, CodProd CodProd, Cant, PreUnitR2{R1{}48FACTURARE - Schema n
2NFR1 {NrFact, DataFact, CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl,
CodPersContact, NumePersContact, TelPersContact,
EMailPersContact}
R2 {CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd}
R3 {NrFact, CodProd, Cant, PretUnit}49Anomalii ale BD
BIBLIOTECA2 n 2 NFRedundane:Pe fiecare nregistrare trebuie
specificat i valoarea atributului ISBN, i pe cea a atributului
AnApariie, chiar dac un titlu are o singur prim apariiePe fiecare
nregistrare trebuie specificat i valoarea atributului Editur, i pe
cea a atributului LocSediuEd, chiar dac o editur are un singur
sediuDac dintr-un titlu (ISBN) se cumpr 10 exemplare, vor exista 10
cote, dar se vor repeta de 10 ori i titlul, editura...
BIBLIOTECA2_1 {Cot, ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd,
AnApariie}BIBLIOTECA2_2 { Cot, Autor, CuvntCheie}Anomalii ale BD
BIBLIOTECA2 n 2 NF - continuareEx. de anomalii la inserare: I1: o
editur nu poate fi adugat n tabela BIBLIOTECA2_1 pn nu avem mcar o
carte tiprit la aceast editurI3: o carte (titlu) nu poate fi adugat
n tabela BIBLIOTECA2_1 fr a avea mcar un exemplar (cot)Ex. de
anomalii la modificare: M2: Dac, am precizat greit cota unei cri i
descoperim greeala dup ctva timp, va trebui s o reparam n toate
nregistrrile din tabela BIBLIOTECA2_1 n care cota greit apare
combinat cu toate valorile atributelor Autor i CuvntCheieEx. de
anomalii la tergere: S1: Dac tergem singura carte pe care o avem
aprut la o editur, odat cu cartea pierdem i informaiile despre
editura respectivAnomalii ale schemei BD BIBLIOTECA3 n 2 NFCRI
{ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd, AnApariie}COTE {ISBN, Cota}
AUTORI_CRI {ISBN, Autor}CRI_CUVINTECHEIE {ISBN, CuvntCheie}
Rmn valabile anomaliile descrise anterior (ntruct schema bazei
nu se modific n 2 ND)I1S1
Anomalii ale BD FACTURARE n 2NFComparativ cu 1NF au fost
eliminate o serie de anomaliiPutem introduce un produs nainte de a
aprea pe o facturDac am terge singura linie pe care apare un
produs, acesta rmne (n tabela R2) Rmn anomalii de inserare,
modificare i tergere pentru clieni (adresa, persoan contact)53A
treia forma normal 3NFDefiniii:
O relaie se afl n 3NF dac:Este deja n 2NFNu conine dependene
funcionale tranzitive
O baz de date este n 3NF dac toate relaiile care o alctuiesc se
afl n 3FN
54Cum testm dac o BD este sau nu n a treia forma normal ?Lum n
discuie fiecare tabel a BD aflate n a doua form normalInventariem
dependenele funcionale ce decurg automat din cheia primarDac mcar
una dintre aceste DF este tranzitiv, atunci tabela (i, n consecin,
baza de date) nu este n 3FN !!!Dac niciuna dintre tabelei primei
forme normale nu conine vreo dependen funcional tranzitiv, spunem
ca baza este date este n 3FN
Cum aducem o tabel n a treia forma normal (3 NF) ?O spargem
(de-acum avem experien) !Inventariem toate dependenele funcionale n
care sursa este un atribut (sau grup de atribute) din afara cheii
primare, iar destinaia este, de asemenea, un atribut din afara
cheii Se constituie cte o tabel distinct pentru fiecare surs de
tipul celor de mai sus surs ce va fi cheia primar a noii tabeleDin
tabela spart (aflat n 2 NF), de obicei, rmn doar atributele care nu
sunt destinaii funcionale ale surselor de mai susExist situaii cnd
din tabela spart nu mai rmne nimic !Problema 3 NF pt. BD
BIBLIOTECA2Exist DF n care nici sursa nici destinaia s nu fie
atribute-cheie ? DA !!! BIBLIOTECA2_1 {Cot, ISBN, Titlu, Editura,
LocSediuEd, AnApariie}BIBLIOTECA2_2 { Cot, Autor,
CuvntCheie}ISBNISBNISBNISBNTitluEdituraLocSediuEdAnApariieCotISBNTitluRezult
c n tabela BIBLIOTECA2_1 toate DF ce decurg din cheia primar sunt
tranzitivei, deci, BIBLIOTECA2_1 nu este n 3 NF
!tranzitivBIBLIOTECA2 n 3FN (1)Pe baza destinaiilor funcionale ale
atributului non-cheie ISBN obinem tabela:BIBLIOTECA2_1_1 {ISBN,
Titlu, Editura, LocSediuEd, AnApariie}Din BIBLIOTECA2_1 rmne
tabela:BIBLIOTECA2_1_2 {Cot, ISBN}Supriz ! i n proaspta tabela
BIBLIOTECA2_1_1 una dintre DF ce decurg din cheia primar este
tranzitiv (deoarece o editur are un singur
sediu)ISBNEdituraLocSediuEdceea ce nseamn c tabela BIBLIOTECA2_1_1
nu este n 3 FN !BIBLIOTECA2 n 3FN (2)Concluzie: n 3FN baza de date
BIBLIOTECA2 este alctuit din tabelele: BIBLIOTECA2_1_1_1,
BIBLIOTECA2_1_1_2, BIBLIOTECA2_1_2 i BIBLIOTECA2_2BIBLIOTECA2_2 {
Cot, Autor, CuvntCheie}Tabela BIBLIOTECA2_2 este deja n 3 NF:Pe
baza sursei Editura construim tabelaBIBLIOTECA2_1_1_1 {Editura,
LocSediuEd}Eliminm LocSediuEd din tabela BIBLIOTECA2_1_1 i rmnem
cu:BIBLIOTECA2_1_1_2 {ISBN, Titlu, Editura, AnApariie}BIBLIOTECA2 n
3FN (3)EXEMPLARE_AUTORI_CC { Cot, Autor, CuvntCheie}n final, putem
folosi nume sugestive pentru fiecare tabel, aa c schema final 3FN
este:EDITURI {Editura, LocSediuEd}CRI {ISBN, Titlu, Editura,
AnApariie}COTE {Cot, ISBN}Problema 3NF pt. BD BIBLIOTECA3iar
tabelele COTE, AUTORI_CRI i CRI_CUVINTECHEIE rmn neschimbateCRI
{ISBN, Titlu, Editura, LocSediuEd, AnApariie}COTE {ISBN, Cota}
AUTORI_CRI {ISBN, Autor}CRI_CUVINTECHEIE {ISBN, CuvntCheie}
n 2 NF schema BD BIBLIOTECA3 era compus din:Pe baza discuiei de
la trecerea BIBLIOTECA2 n 3 NF spargem numai tabela CRI n:EDITURI {
Editura, LocSediuEd }CRI2 {ISBN, Titlu, Editura, AnApariie}
Este BD FACTURARE n 3FN ?n 2 NF, BD FACTURARE are structura: R1
{NrFact, DataFact, CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl,
CodPersContact, NumePersContact, TelPersContact, EMailPersContact}
R2 {CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd} R3 {NrFact, CodProd, Cant,
PretUnit}n toate cele trei tabele trebuie identificate dependenele
funcionale ce decurg din calitatea de cheie primar (nu-i chiar aa
de greu)Din vreuna dintre DF de mai sus este tranzitiv, tabela
respectiv nu este n 3 NFDac oricare din R1, R2, R3 nu este n 3 NF
va trebui spart (chiar de mai multe ori, n unele cazuri)DF
tranzitive n BD FACTURARE (1) NrFact NumeCl
NrFact AdresaCl
NrFact LocalitCl
NrFact CodPersContact
NrFact NumePersContactCodClTCodClTCodClTCodClTCodClT63DF
tranzitive n BD FACTURARE (2)NrFact TelPersContact
NrFact EMailPersContact
CodFiscalCl NumePersContact
CodFiscalCl TelPersContact
CodFiscalCl EMailPersContactCodClT
CodClTCodPersContactTCodPersContactTCodPersContactT64Trecerea BD
FACTURARE din 2NF n 3NF (1)R1 { NrFact, DataFact, CodFiscalCl,
CodPersContactR2 { CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd, Cant,
PreUnit}R3 { NrFact},CodProd}TTTTTTTR1 {CodFiscalCl, NumeCl,
AdresaCl, LocalitCl, NumePersContact, TelPersContact,
EMailPersContact}65Trecerea BD FACTURARE din 2NF n 3NF (2)R1
{CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl, CodPersContact,
NumePersContact, TelPersContact, EMailPersContactR2 { CodProd,
DenProd, UM, ProcTVAProd, Cant, PreUnit}R3 { NrFact},CodProd}TTTR1
{ NrFact, DataFact, CodFiscalCl}R12 {CodPersContact}66BD FACTURARE
n 3FNR12 {CodPersContact, NumePersContact, TelPersContact,
EMailPersContact}
R1 {CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl,
CodPersContact}
R1 {NrFact, DataFact, CodFiscalCl}
R2 {CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd}
R3 {NrFact, CodProd, Cant, PretUnit}
67BD FACTURARE n 3FN(forma final)PERS_CON {CodPersContact,
NumePersContact, TelPersContact, EMailPersContact}
CLIENTI {CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl,
CodPersContact}
FACTURI {NrFact, DataFact, CodFiscalCl}
PRODUSE {CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd}
PROD_FACT {NrFact, CodProd, Cant, PretUnit}
68Forma normal Boyce-Coddn 2 NF se elimin (prin spargerea
tabelei) dependenele n care sursele sunt sub-ansambluri ale cheii
primare (csau candidat) iar destinaiile atribute ne-cheien 3 NF se
elimin (tot prin spargerea tabelei) dependenele n care sursele sunt
atribute ne-cheie iar destinaiile tot atribute ne-cheieForma normal
Boyce-Codd (BCNF) vizeaz rezolvarea situaiilor n care sursele DF
sunt atribute ne-cheie, ns destinaiile sunt atribute din cheie
(vezi prezentarea 007)Deocamdat ne oprim aici cu discutarea BCNFO
problem a schemei BIBLIOTECA2 n 3 NFDintre tabele 3 NF ale BD
BIBLIOTECA2, una conine un evident grad de
redundanEXEMPLARE_AUTORI_CC { Cot, Autor, CuvntCheie}Pentru fiecare
exmplar cumprat dintr-o carte, trebuie introduse n tabela
EXEMPLARE_AUTORI_CC nregistrri pentru toate combinaiile valorilor
Cote-Autori-CuvinteCheie pentru cartea respectiv
A patra form normalDestul de rar ntlnit n practicSe bazeaz pe
eliminarea Dependenelor Multi-Valoare (vezi prezentarea 004)
O relaie se afl n 4NF dac:Este deja n 3NF (sau BCNF)Nu conine
dependene multivaloare
O baz de date este n 4NF dac toate relaiile care o alctuiesc se
afl n 4FN
Tabela care conine o DMVDintre toate tabele discutate/obinute n
3 NF, una singur conine DMV: EXEMPLARE_AUTORI_CC { Cot, Autor,
CuvntCheie}
CotAutor | CuvntCheie Pe baza DMV tabela se descompune astfel:
EXEMPLARE_AUTORI { Cot, Autor}EXEMPLARE_CC { Cot, CuvntCheie}
Schema BD BIBLIOTEC2 n 4 NFEXEMPLARE_AUTORI { Cot, Autor}EDITURI
{Editura, LocSediuEd}CRI {ISBN, Titlu, Editura, AnApariie}COTE
{Cot, ISBN}EXEMPLARE_CC { Cot, CuvntCheie}Pentru celelate BD
BIBLIOTECA3 i FACTURARE, schema 3NF se pstreaz i n 4 NF
O problem din BIBLIOTECA3 nerezolvat nici n 4 NFDintre tabele
4NF ale BD BIBLIOTECA2, dou conin un evident grad de redundan:
EXEMPLARE_AUTORI { Cot, Autor} EXEMPLARE_CC { Cot,
CuvntCheie}Intuitiv, ne dm seama c autorii i cuvintele cheie
corespund unei cri (titlu, ISBN), i nu fiecrui exemplar (cot) al
criiSituaia este una mioritic ntruct, chiar dac am sesizat
problema, nu avem ce face (noi am aplicat corect principiile
normalizrii prin descompunere)II. Normalizare prin sintezPrecizri
privind normalizarea prin sintezSe bazeaz tot de dependenele dintre
atributeFuncionaleDe incluziuneMulti-valoareSingura cerin de
pornire este ca atributele s fie atomice, fr a ne mai interesa care
ar putea fi eventuala cheie primar a relaiei iniiale (universale)
ce grupeaz toate atributele BDObine schema BD direct n 3 NF (sau 4
NF)Chiar dac au fost propuse o serie de algoritmi, noi de vom baza
exclusiv pe graful dependenelor
76Graful dependenelorReprezint grafic DF, DI i DMVPentru DF:Baza
sgeii sursa DFVrful sgeii destinaia DFCnd sursa DF este compus
conectorDF pariale i tranzitive se identific vizual n
diagram/grafPentru DI folosim un simbol grafic care s sugereze
incluziuneaPentru DMV folosim sgei cu vrful dublu
77Graful DF BD FACTURARE
NrFactDataFactCodFiscalClNumeClUMCodPersContactNumePersContactCodProdAdresaClLocalitClTelPersContactEMailPersContactDenProdProcTVAProdCantitPretUnit78Cum
se obine din graf schema BD direct n 4 NFPentru DF: fiecare surs de
DF (simpl sau compus) va genera o tabel separat, n care sursa va fi
cheie primar, iar toate destinaiile sale vor fi atribute
ne-cheiePentru DI: dependenele de incluziune nu genereaz tabele sau
atribute, ci numai restricii referenialePentru DMV: se va crea cte
o tabel pentru fiecare DMV, tabel n care cheia primar va fi alctuit
att din surs ct i din destinaieDecuparea tabelelor din graful BD
FACTURAREDataFactCodFiscalClNumeClUMNumePersContactCodProdAdresaClLocalitClTelPersContactEMailPersContactDenProdProcTVAProdCantitPretUnitCodPersContactR12{},,,CodFiscalClCodPersContactR1{},,,,NrFactR1{,,}CodProdR2{,,,}NrFactR3{,,,}80FACTURARE
- Schema obinut pe baza grafului (1)PERS_CON {CodPersContact,
NumePersContact, TelPersContact, EMailPersContact}
CLIENTI {CodFiscalCl, NumeCl, AdresaCl, LocalitCl,
CodPersContact}
FACTURI {NrFact, DataFact, CodFiscalCl}
PRODUSE {CodProd, DenProd, UM, ProcTVAProd}
PROD_FACT {NrFact, CodProd, Cant, PretUnit}81FACTURARE - Schema
obinut pe baza grafului (2)BD FACTURARE i, implicit, graful
dependenelor nu conine nici dependene de incluziune (DI), nici
dependene multivaloare (DMV)Cele dou scheme ale BD FACTURARE
obinute prin descompunere i prin sintez sunt identiceChiar dac
desenarea grafului este mai dificil la nceput, sinteza are cteva
avantaje importante:Eventualele DF pariale i tranzitive pot fi
identificate vizualBD se obine din graf direct n 3 NF (care este, n
acest caz i 4 NF)Graful dependenelor pentru BD
BIBLIOTECAutorEdituraISBNCotCuvntCheieLocSediuEdTitluAnApariieEDITURI
{Editura, LocSediuEd}CRI {ISBN, Titlu, Editura, AnApariie}CRI_CC {
ISBN, CuvntCheie}COTE {Cot, ISBN}CRI_AUTORI { ISBN,
Autor}Consideraii privind schema BD BIBLIOTECA obinut prin
sintezntruct la sintez nu ne-am pus problema cheii primare a
relaiei universale (iniiale), ci doar a atomicitii atributelor BD,
nu am mai fost nevoii s urmrim, n paralel, cele dou filiere
BIBLIOTECA2 i BIBLIOTECA3Schema obinut prin sintez (graf) nu conine
problema semnalat n 4 NF a BD BIBLIOTECA2Autorii i cuvintele cheie
sunt introduse la nivel de titlu, nu la nivel de exemplar
(cot)Descompunere versus sintez - concluziiNormalizarea prin
descompunere este mai didactic, dar cea prin sintez mai simplAmbele
se bazeaz pe dependene ntre atributeCea prin decompunere presupune
trecerea succesiv prin toate formele normale, n ce ce filiera prin
sintez obine schema BD direct n 3NF (sau chiar BCNF, 4FN, 5FN)n
cazul BD VNZRI, structura obinut este identic, n timp ce n cazul BD
BIBLIOTEC (filiera BIBLIOTECA2) nuSchema obinut prin sintez este
mai bun !85Tutoriale videoNormalization
videohttp://www.youtube.com/watch?v=c-Zfgg5Ayyc&feature=related
NormalisationStreaming
http://www.youtube.com/watch?v=RJdBLASKZwg
Normalisation Demonstration
http://www.youtube.com/watch?v=fg7r3DgS3rA&feature=related
The Process of Normailisation in a Relational Database
http://www.youtube.com/watch?v=nQwgtLQG0hU&feature=related
Lecture - 8 Functional Dependencies and Normal Form
http://www.youtube.com/watch?v=YD8dhOmuVnY&feature=related
UHCL 30a Graduate Database Course - Bernsteins Synthesis
Algorithm http://www.youtube.com/watch?v=Xslub-nHVss
86
