Нормализация

Нормализация
В реляционных базах данных есть
такое понятия, как «Нормализация».
Нормализация – это процесс удаления избыточных данных.

Аномалии

Детерминантом
называется любой атрибут, от которого полностью функционально зависит какой-то другой атрибут.
В определении функциональной зависимости термин "детерминант" характеризует один или несколько атрибутов, расположенных с левой стороны от стрелки А—»В.

Ненормализованной формой (ННФ)
называется таблица, которая содержит одну или несколько повторяющихся групп атрибутов.

Первой нормальной формой
(1НФ) называется отношение, в котором на пересечении каждой строки и каждого столбца располагается одно и только одно значение

1НФ

Второй нормальной формой
(2НФ) называется отношение, которое находится в первой нормальной форме, а каждый атрибут, не входящий в первичный ключ, полностью функционально зависит от этого первичного ключа.
Полная функциональная зависимость для атрибутов А и В некоторого отношения означает следующее: атрибут В полностью функционально зависит от атрибута А, если атрибут В функционально зависит от атрибута А, но не зависит ни от какого подмножества атрибута А

2НФ

Третьей нормальной формой
(ЗНФ) называется отношение, которое находится в первой и во второй нормальной форме, причем в нем нет атрибутов, не входящих в первичный ключ, которые транзитивно зависят от этого первичного ключа. Транзитивная зависимость для атрибутов А, В и С некоторого отношения означает следующее: если А—>В и В —> С, то С транзитивно зависит от атрибута А через атрибут В (при условии, что А функционально не зависит от В или С).

3НФ
требует, чтобы в таблице не имелось транзитивных зависимостей между неключевыми полями, то есть чтобы значение любого поля, не входящего в первичный ключ, не зависело от значения другого поля, также не входящего в первичный ключ.

Нормальной формой Бойса-Кодда (НФБК)
называется отношение, в котором каждый детерминант является потенциальным ключом

Четвертой нормальной формой
(4НФ) называется отношение, которое находится в нормальной форме Бойса-Кодда и не содержит нетривиальных многозначных зависимостей.
Многозначная зависимость представляет такую зависимость между атрибутами А, В и С некоторого отношения, при которой для каждого значения атрибута А существуют соответствующие наборы значений атрибутов В и С, причем оба этих набора не зависят друг от друга.

Пятой нормальной формой
(5НФ) называется отношение, которое не содержит зависимостей соединения. Зависимость соединения — это такая ситуация при которой декомпозиция отношения может сопровождаться генерацией ложных строк при обратном соединении декомпозированных отношений посредством операции естественного соединения.

(5НФ)
Пятая нормальная форма - это последняя нормальная форма, которую можно получить путем декомпозиции.
Ее условия достаточно нетривиальны, и на практике 5НФ не используется.
Зависимость соединения является обобщением как многозначной зависимости, так и функциональной зависимости.

Ненормализованная форма
Удаление повторяющихся групп
1 НФ
Удаление зависимости от части ключа
2 НФ
3 НФ
4 НФ
Удаление транзитивных зависимостей
Удаление из зависимостей оставшися аномалий
Удаление зависимостей соединения
5 НФ
Минимальный
достаточный
уровень
нормализации
НФ Бойса-Кодда
Удаление многозначных зависимостей

Преимущества нормализации
Нормализация таблиц БД призвана устранить из них избыточную информацию.
таблицы нормализованной БД содержаттолько один элемент избыточных данных - это поля связи, присутствующие одновременно у родительской и дочерних таблиц.
Поскольку избыточные данные в таблицах не хранятся, экономится дисковое пространство.