Нормализация и денормализация данных

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
СРС 1
Для ситуации, в которой студент может работать только с одним проектом, и никакой другой студент не может работать над этим же проектом, связь между студентом и проектом называется______.
Один-к-одному
Один-к-многим
Многие-к-одному
Многие-К-многим
Какое из следующих утверждений истинно?
Первичный ключ супертипа является первичным ключом подтипа.
Внешний ключ супертипа является первичным ключом подтипа.
Первичный ключ супертипа является внешним ключом подтипа.
Внешний ключ супертипа является внешним ключом подтипа.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
СРС 1 (продолжение..)
Ключ, который может быть, но не является первичным ключом, называется a(n) ______ ключом.
Возможный ключ
Внешний ключ
Альтернативный ключ
Составной ключ
Какие проблемы возникнут, если разрешить значения NULL для первичного ключа?
Затруднится уникальная идентификация строк.
Затруднится уникальная идентификация столбцов.
Затруднится объединение таблиц.
Затруднится определение внешнего ключа.
В ______ каждая сущность более высокого уровня должна быть сущностью низкого уровня.
Обобщение
Схема С/С
Конкретизация
Связь «многие-к-многим»

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Нисходящий и восходящий подход
Существует два подхода к логическому проектированию базы данных:
Нисходящий подход
Восходящий подход
Методика С/С моделирования является нисходящим подходом. Она включает определение сущностей, связей и атрибутов, вычерчивание схемы С/С и отображение схемы в.
Нормализация является подходом снизу вверх. Это пошаговое разложение сложных записей на простые.
Нормализация понижает избыточность, используя принцип расщепления.
Расщепление представляет собой преобразование таблицы в таблицы меньшего размера без потери информации.
Нисходящее приближение наилучшим образом подходит для тестирования существующих разработок.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Избыточность данных
Избыточность данных означает их повторяемость.
Избыточность увеличивает время, затрачиваемое на обновление, добавление и удаление данных.
Избыточность также повышает использование дискового пространства, и, как следствие, увеличивает число обращений к диску.
Следствием избыточности могут быть:
Аномалии обновления — вставка, замена и удаление данных могут вызвать ошибки.
Противоречивость — вероятность появления ошибок возрастает при записи повторяющихся фактов.
Неоправданный расход дискового пространства.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Необходимость нормализации
Нормализация является научным методом расщепления сложных табличных структур на простые по определенным правилам.
Пользуясь нормализацией, Вы можете понизить избыточность в таблице, устранить проблемы противоречивости и неоправданного расходования пространства на диске.
Нормализация обеспечивает отсутствие потерь информации.
Нормализация дает ряд преимуществ:
Ускоряет сортировку и создание индексов.
Помогает создавать групповые индексы.
Требует меньше индексов на каждую таблицу.
Понижает количество значений NULL в таблице.
Делает базу данных компактной.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Необходимость нормализации (продолжение)
Производительность приложения прямо связана с тем, как спроектирована база.
Для того, чтобы обеспечить качество проектирования, следует придерживаться некоторых правил :
Каждая таблица должна иметь идентификатор.
В каждой таблице должны храниться данные для одного типа сущности.
Следует избегать столбцов, принимающих значения NULL.
Следует избегать повторяющихся значений или столбцов.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Нормальные формы
Нормализация состоит в создании таблиц, удовлетворяющих установленным правилам и представляющих определенные нормальные формы.
Нормальные формы применяют для того, чтобы предотвратить проникновение в базу данных каких-либо аномалий и противоречий.
Табличная структура всегда находится в определенной нормальной форме.
Наиболее важными и широко используемыми нормальными формами являются :
Первая нормальная форма (1NF)
Вторая нормальная форма (2 NF)
Третья нормальная форма (3 NF)
Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Функциональная зависимость
Теория нормализации базируется на фундаментальном понятии функциональной зависимости.
В отношении R атрибут A является функционально зависимым от атрибута B, если каждое значение A в R ассоциируется только с одним значением B.
Атрибут B называется детерминантом.
Все атрибуты в таблице должны быть функционально зависимыми от ключа. Однако, атрибут не должен быть ключом для того, чтобы функционально определять другие атрибуты .
Функциональной зависимости можно дать и такое определение:
В данном отношении R атрибут A функционально зависит от B, если для согласования двух кортежей, принадлежащих R, по их значениям B, они должны быть согласованы по значению A.
Функциональными зависимостями представлены связи "многие-к-одному".

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Первая нормальная форма (1 NF)
Таблица находится в 1 NF, если каждая ячейка таблицы одно определенное значение.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Вторая нормальная форма (2 NF)
Таблица находится в 2 NF, когда она в 1 NF и каждый атрибут в строке функционально зависит от ключа в целом, а не только от его составной части.
Указания по преобразованию таблицы в 2 NF:
Найдите и удалите атрибуты, которые функционально зависят лишь от части ключа, а не от ключа в целом. Поместите их в отдельную таблицу.
Сгруппируйте оставшиеся атрибуты.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Третья нормальная форма (3 NF)
Таблица находится в 3 NF, если она в 2 NF и каждый атрибут, не являющийся ключом, функционально зависит только от первичного ключа.
Указания по преобразованию таблицы в 3 NF:
Найдите и удалите не ключевые атрибуты, которые функционально зависят от атрибутов, не являющихся первичным ключом. Поместите их в отдельную таблицу.
Сгруппируйте оставшиеся атрибуты.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)
Основное определение 3 NF становится неадекватным и неприемлемым для таблиц:
Имеющих множественные возможные ключи .
Имеющих составные возможные ключи.
Имеющих перекрывающиеся возможные ключи.
Для нормализации таблицы при указанных условиях была предложена нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF).
Отношение находится в BCNF тогда и только тогда, когда каждый детерминант является возможным ключом.
Указания по преобразованию таблицы в BCNF:
Найдите и удалите перекрывающиеся возможные ключи. Поместите часть возможного ключа и атрибут, от которого он функционально зависит, в отдельную таблицу.
Сгруппируйте оставшиеся элементы в таблицу.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Денормализация
Преднамеренный ввод избыточности в таблицу с целью повышения производительности запросов называется денормализацией.
Решение осуществить денормализацию является компромиссом между производительностью и непротиворечивостью данных.
Денормализация увеличивает используемое пространство на диске.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Выводы
На этом занятии Вы узнали, что:
Имеется два подхода к логическому проектированию базы данных:
Подход "сверху вниз"
Подход "снизу вверх"
Методика С/С моделирования является подходом "сверху вниз", а нормализация - подходом "снизу вверх".
Нормализация используется для упрощения табличных структур.
Нормализация состоит в оформлении таблиц в соответствии с заданными условиями в виде определенных нормальных форм.
Табличная структура всегда находится в определенной нормальной форме.

Нормализация и денормализация данных
Урок 2B / Слайд из 18
Выводы (продолжение..)
Наиболее важными и широко используемыми нормальными формами являются:
Первая нормальная форма (1 NF)
Вторая нормальная форма (2 NF)
Третья нормальная форма (3 NF)
Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)
Теория нормализации основана на фундаментальном понятии о функциональной зависимости. Функциональными зависимостями представлены связи "многие-к-многим".
Таблица находится в 1 NF, если каждая ячейка таблицы содержит только одно значение.
Таблица находится в 2NF, если она в 1 NF и каждый атрибут в строке зависит от всего ключа, а не от его части.
Таблица находится в 3NF, если она в 2 NF и каждый не ключевой атрибут функционально зависит только от первичного ключа.