Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации

помощи которых происходит переход от предметной области к конкретной реализации

БД средствами конкретной СУБД. Выделяют следующие уровни:
Сама предметная область
Модель предметной области
Логическая модель данных
Физическая модель данных
Собственно БД и приложения

которой мы хотим отразить в БД.

области. Знания могут быть как в виде неформальных знаний в

мозгу эксперта, так и выражены формально при помощи каких-либо средств.

а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью.
Примеры понятий

- "сотрудник", "отдел", "проект", "зарплата".
Примеры взаимосвязей между понятиями - "сотрудник числится ровно в одном отделе", "сотрудник может выполнять несколько проектов", "над одним проектом может работать несколько сотрудников".
Примеры ограничений - "возраст сотрудника не менее 16 и не более 60 лет".

на стадии формирования логической модели данных, преобразуются в таблицы, атрибуты

становятся столбцами таблиц, для ключевых атрибутов создаются уникальные индексы, домены преображаются в типы данных, принятые в конкретной СУБД.
Ограничения, имеющиеся в логической модели данных, реализуются различными средствами СУБД, например, при помощи индексов, декларативных ограничений целостности, триггеров, хранимых процедур.

разработки и сопровождения БД
Скорость выполнения операций обновления данных (вставка, обновление,

удаление кортежей)
Скорость выполнения операций выборки данных

времени должно соответствовать состоянию предметной области.
Изменение состояния предметной области

должно приводить к соответствующему изменению состояния БД.
Ограничения предметной области, отраженные в модели предметной области, должны некоторым образом отражаться и учитываться БД.

(разбиения), когда исходное множество отношений, входящих в схему БД заменяется

другим множеством отношений (число их при этом возрастает), являющихся проекциями исходных отношений;
путем синтеза, то есть путем компоновки из заданных исходных элементарных зависимостей между объектами предметной области схемы БД.

нормализации, основанной на анализе функциональных зависимостей между атрибутами отношений.
Понятие функциональной

зависимости является фундаментальным в теории нормализации реляционных баз данных.

свойствами в рассматриваемой предметной области.
Функциональной зависимостью набора атрибутов В отношения

R от набора атрибутов A того же отношения, обозначаемой как R.A→R.B или A→B называется такое соотношение проекций R[A] и R[B], при котором в каждый момент времени любому элементу проекции R[A] соответствует только один элемент проекции R[B], входящий вместе с ним в какой-либо кортеж отношения R.

ее состояния, то есть они отражают те связи между атрибутами,

которые присущи реальному объекту, который моделируется с помощью БД.
Поэтому определить функциональные зависимости по текущему состоянию БД можно только в том случае, если экземпляр БД содержит абсолютно полную информацию (то есть никаких добавлений и модификации БД не предполагается).

на рисунке приведена диаграмма FD отношения СЛУЖАЩИЕ_ПРОЕКТЫ.

B функционально зависит от A и не зависит функционально от

любого подмножества A,
то есть R.A→R.B называется полной, если для любого A1, являющегося подмножеством А, R.B функционально не зависит от R.A, в противном случае зависимость R.A→R.B называется неполной.

С такой, что:
С не является подмножеством А,
С не включает

в себя B,
Существует функциональная зависимость R.A→R.С,
Не существует функциональной зависимости R.С→R.А ,
Существует функциональная зависимость R.С→R.B .

однозначно (функционально полно) определяет значения всех остальных атрибутов отношения, то

есть возможный ключ — это набор атрибутов, однозначно определяющий кортеж отношения, и при этом при удалении любого атрибута из этого набора его свойство однозначной идентификации кортежа теряется.

состав ни одного возможного ключа отношения.
Взаимно-независимые атрибуты — это такие

атрибуты, которые не зависят функционально один от другого.
Если в отношении существует несколько функциональных зависимостей, то каждый атрибут или набор атрибутов, от которого зависит другой атрибут, называется детерминантом отношения.

быть получено путем естественного соединения отношений, входящих в результирующую схему,

и при этом не появляется новых кортежей в исходной БД.

схем отношений, при этом каждая последующая итерация соответствует нормальной форме

более высокого уровня и обладает лучшими свойствами по сравнению с предыдущей.
Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений.

форм:
первая нормальная форма (1NF);
вторая нормальная форма (2NF);
третья нормальная

форма (3NF);
нормальная форма Бойса—Кодда (BCNF);
четвертая нормальная форма (4NF);
пятая нормальная форма, или форма проекции-соединения (5NF или PJNF).

смысле улучшает свойства предыдущей;
при переходе к следующей нормальной форме

свойства предыдущих нормальных форм сохраняются.

когда на пересечении каждого столбца и каждой строки находятся только

элементарные значения атрибутов.

упорядочены.
Атрибуты не упорядочены и различаются по наименованию.
Все значения

атрибутов атомарны.

нормализованными отношениями.
Соответственно, ненормализованные отношения могут интерпретироваться как таблицы с

неравномерным заполнением.

зависимостей F, если она находится в 1НФ и каждый неключевой

атрибут полностью зависит от каждого ключа для R.
Пояснение.
Отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ, и при этом все неключевые атрибуты зависят только от ключа целиком, а не от какой-то его части.

зависимостей F, если она находится в 2НФ и ни один

из непервичных атрибутов в R не является транзитивно зависимым от ключа для R.
Пояснение.
Чтобы привести отношение к 3НФ, необходимо устранить функциональные зависимости между неключевыми атрибутами отношения. Другими словами, факты, хранимые в таблице, должны зависеть только от ключа.

в третьей нормальной форме и каждый детерминант отношения является возможным

ключом отношения.
Примечания.
Если в отношении существует несколько функциональных зависимостей, то каждый атрибут или набор атрибутов, от которого зависит другой атрибут, называется детерминантом отношения.
Возможный ключ — это набор атрибутов, однозначно определяющий кортеж отношения, и при этом при удалении любого атрибута из этого набора его свойство однозначной идентификации кортежа теряется.

и только в том случае, если в случае существования многозначной

зависимости A ->> B все остальные атрибуты R функционально зависят от A.

проекции-соединения — PJ/NF) в том и только в том случае,

когда любая зависимость соединения в R следует из существования некоторого возможного ключа в R.