Нормальные формы баз данных: Объясняем на пальцах

• Обсуждение процесса нормализации баз данных.  

• Зачем проводить нормализацию и что такое нормальная форма базы данных.  

• Рекомендация канала "Диджитал Медиа" для получения полезных материалов.  

• Определение реляционных баз данных.  

• Упорядоченная информация, связанная отношениями.  

• Логическое представление в виде таблиц.  

• Нормализация как процесс удаления избыточных данных.  

• Нормализация как метод проектирования баз данных.  

• Избыточность данных создает аномалии и снижает производительность.  

• Избыточность данных приводит к аномалиям.  

• Пример с таблицей мебели и необходимостью изменения данных.  

• Аномалии возникают при добавлении, изменении и удалении данных.  

• Пример с таблицей мебели и материалами.  

• Создание отдельной таблицы для материалов.  

• Устранение аномалий через нормализацию.  

• Каждая сущность должна храниться отдельно.  

• Использование ссылок для связи между таблицами.  

• Введение в нормальные формы базы данных.  

• Нормализация базы данных включает проектирование таблиц с соблюдением определенных правил и требований.  

• Нормальная форма базы данных — это набор правил и критериев, которым должна отвечать база данных.  

• Чем выше нормальная форма, тем меньше аномалий в базе данных.  

• Процесс нормализации включает переход от одной нормальной формы к другой.  

• Существует пять основных нормальных форм: первая, вторая, третья, четвертая и пятая.  

• Дополнительные нормальные формы: ненормализованная форма, нормальная форма Бойса-Кодда, доменно-ключевая нормальная форма и шестая нормальная форма.  

• База данных считается нормализованной, если она находится в третьей нормальной форме.  

• Нормализация до третьей формы является стандартной практикой, так как устраняет достаточное количество аномалий без снижения производительности.  

• Нормализация до четвертой и последующих форм встречается редко и в основном теоретическая.  

• Для нормализации базы данных до следующей нормальной формы, она уже должна находиться в предыдущей нормальной форме.  

• Пример: для нормализации до третьей нормальной формы, база данных должна быть во второй нормальной форме.  

• Перед нормализацией базы данных, она должна быть приведена к табличному виду, соответствующему принципам реляционной теории.  

• В реляционной теории порядок строк и столбцов не имеет значения.  

• Пример: таблицы с порядковыми номерами строк не являются реляционными.  

• В таблице не должно быть дублирующих строк и массивов значений.  

• Пример: таблица сотрудников не находится в первой нормальной форме из-за дублирующих строк и списков значений.  

• Для приведения таблицы к первой нормальной форме, необходимо удалить дублирующие строки и хранить данные одного типа в столбцах.  

• Назначение строк - хранить данные, столбцов - структурную информацию, ячеек - атомарное значение.  

• Таблица должна быть создана с соблюдением реляционных принципов.  

• Все реляционные базы данных находятся в первой нормальной форме.  

• Таблица должна находиться в первой нормальной форме и иметь ключ.  

• Все не ключевые столбцы должны зависеть от полного ключа.  

• Если ключ составной, все столбцы должны зависеть от всех его частей.  

• Таблица сотрудников удовлетворяет первой нормальной форме.  

• Вводится первичный ключ - табельный номер.  

• Если табельный номер не уникален, создается искусственный ключ.  

• Таблица проектов находится в первой нормальной форме.  

• Первичный ключ определяется как комбинация названия проекта и участника.  

• Проверяется, что все не ключевые столбцы зависят от полного ключа.  

• Если первичный ключ не удовлетворяет требованиям, выполняется декомпозиция.  

• Создаются три таблицы: проекты, участники и связь между проектами и участниками.  

• Связь между таблицами реализуется через таблицу связи.  

• Третья нормальная форма требует отсутствия транзитивной зависимости.  

• Не ключевые столбцы не должны зависеть от значений других не ключевых столбцов.  

• Главное правило: таблица должна содержать правильные не ключевые столбцы.  

• Проверка таблицы сотрудников на наличие транзитивной зависимости.  

• Столбец описания подразделения не зависит напрямую от первичного ключа.  

• Решение: декомпозиция таблицы на две части для устранения транзитивной зависимости.  

• Нормальная форма Бойса-Кодда является промежуточной между третьей и четвертой нормальной формой.  

• Требования: таблица должна быть в третьей нормальной форме, ключевые атрибуты составного ключа не должны зависеть от не ключевых атрибутов.  

• Главное правило: часть составного первичного ключа не должна зависеть от не ключевого столбца.  

• Организация реализует множество проектов с несколькими функциональными направлениями.  

• Каждый проект имеет своего куратора, который специализируется на конкретном направлении.  

• Для хранения информации о кураторах проектов создается таблица с составным первичным ключом проект + направление.  

• Таблица находится в третьей нормальной форме, так как первичный ключ зависит от всего ключа.  

• Таблица не соответствует нормальной форме Бойса-Код, так как направление зависит от не ключевого атрибута куратор.  

• Для приведения таблицы к нормальной форме Бойса-Код необходимо разбить её на несколько таблиц: кураторы и связь кураторов и проектов.  

• В таблицах не должно быть нетривиальных многозначных зависимостей.  

• Многозначная зависимость возникает, когда два атрибута зависят от одного и того же значения.  

• Пример: курсы, преподаватели и аудитории в учебном заведении.  

• Таблица курсов, преподавателей и аудиторий.  

• Один и тот же курс может вести разные преподаватели и читаться в разных аудиториях.  

• Для составления расписания необходимо знать возможности учебного заведения.  

• Многозначные зависимости приводят к аномалиям при удалении или изменении данных.  

• Пример: удаление преподавателя Иванова требует удаления информации о аудиториях.  

• Многозначные зависимости делают невозможным независимое редактирование атрибутов.  

• В таблице не должно быть многозначных зависимостей.  

• Решение проблемы: вынести многозначные зависимости в отдельные таблицы.  

• Пример: таблица связи студентов, курсов и хобби.  

• Первичный ключ составной, курсы и хобби не связаны, но зависят от студента.  

• Таблица не в четвертой нормальной форме.  

• Проблема неоднозначной выборки данных.  

• Пример: выборка хобби студентов, посещающих курс, приводит к ошибкам.  

• В реальности такие таблицы не встречаются.  

• Нормализация до пятой и шестой нормальной формы практически невозможна.  

• Нормализация устраняет аномалии, но снижает производительность.  

• Нормализация устраняет аномалии, но снижает производительность после четвертой нормальной формы.  

• Полностью нормализованная база данных сложна и неудобна.  

• Важно найти баланс между отсутствием аномалий и производительностью.  

• Переменные отношения находятся в пятой нормальной форме, если каждая нетривиальная зависимость определяется потенциальным ключом.  

• Определение пятой нормальной формы сложно сформулировать простыми словами.  

• Пятая нормальная форма требует, чтобы каждая нетривиальная зависимость соединения определялась потенциальным ключом таблицы.  

• Декомпозиция таблицы на три таблицы позволяет избежать потери данных при соединении.  

• Таблица находится в пятой нормальной форме, если данные после декомпозиции совпадают с исходными.  

• Если данные после декомпозиции отличаются, возникает зависимость соединения.  

• Декомпозиция без потерь означает, что данные после соединения таблиц совпадают с исходными.  

• Таблица в пятой нормальной форме не содержит зависимостей соединения.  

• Таблица хранит информацию о связи сотрудников с проектами и направлениями работы.  

• Определение пятой нормальной формы зависит от требований предметной области.  

• Пример: Иванов может работать только в направлении разработка, Сергеев — в любом направлении, кроме разработки.  

• Таблица находится в четвертой нормальной форме, но существуют зависимости, определяемые частью потенциального ключа.  

• Для устранения зависимостей выполняется декомпозиция без потерь на три проекции.  

• Три таблицы: связь сотрудников и проектов, связь сотрудников и направлений, связь проектов и направлений.  

• Запрос соединяет три таблицы и проверяет, совпадают ли данные.  

• Если данные совпадают, таблица находится в пятой нормальной форме.  

• Пятая нормальная форма гарантирует отсутствие аномалий при разбиении на проекции.  

• Таблицы, требующие пятой нормальной формы, встречаются редко и являются неудачными с точки зрения проектирования.  

• Для приведения таблицы к пятой нормальной форме необходимо хорошо разбираться в предметной области и определить зависимости соединения.  

• Доменно-ключевая нормальная форма DICQNF не определяется в терминах функциональных зависимостей или зависимостей соединения.  

• В фокусе внимания DICQNF находятся ограничения доменов и ключей.  

• Ограничение домена предписывает использование значений из заданного домена.  

• Ограничение ключа утверждает, что атрибут или комбинация атрибутов является потенциальным ключом.  

• Каждое наложенное ограничение должно быть логическим следствием ограничений доменов и ключей.  

• Таблица в DICQNF обязательно находится в пятой нормальной форме.  

• Не всегда возможно привести таблицу к DICQNF.  

• Шестая нормальная форма введена для работы с хронологическими базами данных.  

• Хронологические базы могут хранить текущие, исторические и будущие данные.  

• Вертикальная декомпозиция таблиц напоминает классическую нормализацию.  

• Исследователи предлагают максимально возможную вертикальную декомпозицию.  

• Пятая нормальная форма основана на зависимостях соединения.  

• Шестая нормальная форма требует удовлетворения всех нетривиальных зависимостей соединения.  

• Нет необходимости приводить базу данных до определенной нормальной формы.  

• Важно руководствоваться требованиями к системе и предметной области.  

• Ошибки нормализации становятся очевидными при анализе операций над данными.  

• Руководствуйтесь здравым смыслом при нормализации базы данных.  

• Подписывайтесь на канал и оставляйте комментарии с пожеланиями для будущих видео.