04_FormasNormales-4-5-2013

Proceso de Normalizacin

Formas Normales

2013

Proceso de normalizacin En el proceso de normalizacin, segn la propuesta de Codd, se somete un esquema de relacin a una serie de

pruebas para certificar si pertenece o no a una cierta

forma normal.

En principio, Codd propuso tres formas normales:

Primera forma normal 1FN

Segunda forma normal 2FN

Tercera forma normal 3FN

Boyce y Codd propusieron una definicin ms estricta de la 3FN a la que se conoce como:

BCFN Ms adelante se propusieron una cuarta FN (4FN) y una

quinta FN (5FN), fundamentadas en las DF

multivualuadas y dependencias de reunin.

Introduccin a la normalizacin

La normalizacin de los datos puede considerarse

como un proceso durante el cual los esquemas de

Relacin insatisfactorios se descomponen proyectando sus

atributos entre esquemas de relacin ms pequeos.

Las FN proveen a los diseadores de BD lo siguiente:

Un marco formal para analizar los esquemas de relacin con base en sus claves y en las DF funcionales entre sus

atributos.

Una serie de pruebas que pueden efectuarse sobre esquemas de relacin individuales para determinar el grado de normalizacin deseado. Cuando una prueba

falla, la relacin debe descomponerse en relaciones que individualmente satisfagan las pruebas. 2013


Las Formas Normales no garantizan un buen diseo de Base de Datos.

El proceso de normalizacin por descomposicin debe

confirmar la existencia de 2 propiedades de los esquemas de Base de Datos.

La propiedad de reunin sin prdida o reunin no aditiva,

que garantiza que no se presentar el problema de las tuplas esprias.

La propiedad de conservacin de las dependencias, que asegura que todas las dependencias funcionales estn

representadas en algunas de las relaciones individuales resultantes.

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Las bases de datos no tienen porque normalizarse hasta la FN ms alta. Las relaciones pueden dejarse

en FN inferiores por razones de rendimiento. Recordar que las llamadas anomalas se presentan con altas, bajas y modificaciones, si es esttica no

se beneficia con la normalizacin.

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Relaciones en 5FN

Relaciones en 4FN

Relaciones en FNBC

Relaciones en 3FN

Relaciones en 2FN

Relaciones normalizadas

Relaciones

Formas normales

Formas normales basadas en claves primarias

La utilidad prctica de las formas normales queda en entredicho cuando las restricciones en las que se basan son difciles de entender o de detectar por parte de los diseadores de bases de datos y usuarios que deben descubrir estas restricciones.

Otro punto que se debe destacar es que los

diseadores de bases de datos no tienen que normalizar hasta la forma normal ms alta posible.

Las relaciones pueden dejarse en formas normales

inferiores por razones de rendimiento. 2013


Primera forma Normal (1FN) La 1FN se considera parte de la definicin de un esquema de

relacin en el modelo relacional. Esta en principio fue definida para prohibir los atributos

multivaluados, los atributos compuestos y sus combinaciones.

La 1FN establece que los dominios de los atributos deben incluir slo valores atmicos (simples,

individuales). La 1FN prohbe tener un conjunto de valores, como valor de un

atributo. 2013


Segunda forma normal (2FN)

dependencia funcional total

dependencia funcional parcial

atributo primo

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La segunda forma normal se basa en el concepto de dependencia funcional total.

Una dependencia funcional X Y es una dependencia funcional total si la eliminacin de cualquier atributo A de X hace que la dependencia deje de ser vlida.

Es decir, para cualquier atributo A X,

(X { A } ) Y 2013



Una dependencia funcional X Y es una

dependencia parcial si es posible eliminar un

atributo A X y la dependencia sigue siendo vlida.

Es decir, para algn atributo A X,

(X { A }) Y

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Ejemplo:

NSS, NmeroP Horas

Es una dependencia total, porque no se cumple

NSS Horas NO

Nmero Horas NO

Sin embargo, la dependencia funcional

NSS, NmeroP NombreE

Es una dependencia parcial, porque se cumple que

NSS NombreE SI

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Otro concepto a definir es el de atributo primo.

Un atributo del esquema de relacin R se denomina atributo primo

de R si es miembro de cualquier clave de R.

Ejemplo:

Para el esquema de relacin

Trabaja_En (NSS, NmeroP, horas)

La clave es NSS, NmeroP

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NSS es atributo primo y

NmeroP es atributo primo, ambos son parte de la

clave.

Horas es un atributo no primo, porque no participa en

ninguna clave.

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Un esquema de relacin R est en 2FN si todo atributo no primo A en R depende funcionalmente de manera total de la clave primaria de R.

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Ejemplo:

EMP-PROY (NSS, NmeroP, horas, NombreE, NombreP, LugarP)

F = { NSS, NmeroP Horas

NSS NombreE NO

NmeroP NombreP NO

NmeroP LugarP } NO

Las dependencias marcadas con NO, dependen parcialmente de la clave

primaria NSS, NmeroP

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Segunda forma Normal (2FN)

Entonces hay que descomponer el esquema Empl_Proy en

los siguientes esquemas:

EP1 ( NSS, NmeroP, Horas )

EP2 ( NSS, NombreE )

EP3 ( NmeroP, NombreP, LugarP )

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Segunda forma normal (2FN) Y sus correspondientes conjuntos de dependencias funcionales. FEP1 = { NSS, NmeroP Horas } FEP2 = { NSS NombreE } FEP3 = { NmeroP NombreP NmeroP LugarP }

Donde EP1, EP2, EP3 se encuentran en 2FN

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Tercera forma normal (3FN)

dependencia transitiva

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La tercera forma normal se basa en el concepto de

dependencia transitiva.

Una dependencia funcional X Y en un esquema de relacin R es

una dependencia transitiva si existe un conjunto de atributos Z que no sea subconjunto de cualquier clave de R, y se cumplen tanto

X Z como Z Y, y adems Z X

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Ejemplo: EMP-DEPT (NomE, NSS, FechaN, Direc, NmD, NomD, NSSG )

F = { NSS NomE

NSS FechaN

NSS Direc

NSS NmD

NmD NomD NO

NmD NSSG } NO

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La dependencia NSS NSSG es transitiva a travs de

NmD, porque se cumplen las dos dependencias

NSS NmD y NmD NSSG y adems no es un

subconjunto de la clave.

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Un esquema de relacin R est en 3FN, si est en 2FN y ningn atributo no primo de R depende transitivamente de la clave

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Si tomamos el esquema EMP-DEPT est en 2NF, no existen dependencias parciales respecto a la clave primaria.

Pero no est en 3FN porque existen dependencias transitivas. Descomponemos el esquema EMP-DEPT en dos esquemas que se

encuentran en 3FN. ED1 (NomE, NSS, FechaN, Direc, NmD)

ED2 (NmD, NomD, NSSG)

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Sus correspondientes conjuntos de dependencias funcionales

FED1 = { NSS NomE

NSS FechaN

NSS Direc

NSS NmD }

FED2 = { NmD NomD

NmD NSSG }

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Definiciones generales de la segunda y tercera forma normal


Un esquema est en 2FN si todo atributo no primo A de R depende funcionalmente de manera total de toda clave de R.

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Segunda forma normal (2FN) Ejemplo: Lotes (ID_Prop, Nom_Mun, NmL, rea, Precio, TasaF) Claves = ID_Prop Nom_Mun, NmL F = { ID_Prop Nom_Mun ID_Prop NmL ID_Prop rea, Precio, TasaF Nom_Mun, NmL ID_Prop Nom_Mun, NmL rea, Precio, TasaF Nom_Mun TasaF NO rea Precio rea Nom_Mun }

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El esquema Lotes viola la 2FN, porque TasaF depende parcialmente de la clave candidata Nom_Mun, NmL

Entonces descomponemos el esquema Lotes en dos esquemas que se encuentran en 2FN.

Lotes1 (Id_Prop, Nom_Mun, NmL, rea, Precio)

Lotes2 (Nom_Mun, TasaF)

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Flotes = {Id_Prop Nom_Mun Id_Prop NmL

Id_Prop rea

Id_Prop Precio

Nom_Mun, NmL Id_Prop

Nom_Mun, NmL rea

Nom_Mun, NmL Precio

rea Precio}

Flotes2 = {Nom_Mun TasaF}

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Tercera forma normal

Un esquema de relacin R est en 3NF si, siempre que una dependencia funcional X A, se cumple en R, o bien

X es una superclave de R o

A es un atributo primo de R.

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Observacin

Se puede aplicar directamente la definicin de 3FN

general sin pasar por 2FN.

La definicin 3FN general me asegura tambin que est en 1FN y 2FN.

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Forma normal Boyce Codd

Un esquema de relacin R est en FNBC, siempre que una dependencia funcional X A es vlida en R, entonces

X es una superclave de R

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Supongamos que en nuestro ejemplo anterior tenemos adems la dependencia funcional rea Nom_Mun.

Entonces vemos que Lotes1A no se encuentra en FNBC.

Lo normalizamos descomponiendolo en dos esquemas que estn en FNBC.

Lotes1AX ( Id_Prop, NmL, rea)

Lotes1AY (rea, Nm_Mun)

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FLotes1AX = { ID_Prop NmL

ID_Prop rea }

FLotes1AY = { rea Nm_Mun }

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Lotes 1FN

Lotes1 Lotes2 2FN

Lotes1a lotes1b Lotes2 3FN

Lotes1AX Lotes1AY Lotes1B Lotes2

FNBC 2013

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