EJERCICIO PRACTICO RESUELTOLa normalizacin es un proceso que pretende conseguir tablas con una estructura ptima y eficaz. El proceso de normalizacin est basado en lograr la independencia de los datos respecto a las aplicaciones que los usan.Antes de empezar el proceso, se han de conocer las tablas que intervendrn y las relaciones que las unen. Si no se conocen a partir del anlisis previo, se buscan todos los nombres (sustantivos) que han sido empleados en la definicin del problema. Algunos de esos nombres sern las entidades, otros dependern de ellas y sern los atributos. Otros no formarn parte ni de las entidades ni de los atributos, son parte del lenguaje necesario para describir el problema a solucionar mediante la creacin de una base de datos.Ejemplo prctico.

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Las tablas son sustantivos, por lo que tenemos los siguientes: cliente, Caja, caja registradora, artculos, datos de los artculos, factura, importe total, mercancas adquiridas, datos de la factura. De estos nombres, algunos son atributos de otros: datos de los artculos y artculos, datos de la factura, importe total y factura. De cada cliente no se piden datos, por lo que aunque sea una tabla, si no se necesitan sus datos, no se crear esa entidad. Caja con mayscula se refiere a un objeto con el que se realizan procesos, por lo que no se necesita almacenar informacin de ellos. De cada una de las cajas registradoras, tal vez se necesite para las facturas, el nmero de caja, por lo que se considera una entidad ms. Mercancas adquiridas y artculos que ha comprado son sinnimos, por lo que solo se tratar de artculos.Las tablas encontradas tras el anlisis son: artculos, factura y caja registradora. Caja registradora se puede considerar un atributo de factura, por lo que tenemos dos tablas.Las relaciones se pueden encontrar conociendo todos los verbos que aparecen en la definicin del problema. Se eliminan aquellos verbos que son necesarios para el lenguaje y se buscan aquellos que implican dos o ms entidades (sustantivos) que ya se han encontrado.En el ejemplo han aparecido los verbos: pasar, se marcan, ha comprado, se hace una factura, imprime, entrega, almacena. De estos verbos, los que asocian entidades son: marcar, comprar. Los verbos pasar, hacer factura, imprimir, entregar, almacenar, se refieren a procesos que se van a realizar, no a asociaciones entre entidades.Se han obtenido las siguientes entidades con sus relaciones: clientes, comprar artculos y marcar artculos en factura. Como no se necesitan los datos de los clientes, queda la relacin marcada (en la caja registradora) que une las tablas artculos, y factura. La operacin marcar en la caja registradora significa que los artculos se incluyen en una factura que se entregar al cliente para su liquidacin, consiguindose obtener el modelo entidad-relacin siguiente:

Hay cinco niveles de normalizacin, siendo cada vez ms complejo el proceso de obtencin de tablas normalizadas. Para bases de datos relativamente sencillas se puede terminar la normalizacin en el tercer nivel o tercera forma normal.El proceso de normalizacin se basa en la descomposicin sin prdida de las tablas que estn en una forma normal inferior, obtenindose una forma normal superior. El proceso de descomposicin sin prdida, significa que se ha de dividir o descomponer la tabla en otras con menor cantidad de atributos sin que haya perdida de informacin.Formas normales y dependencias funcionales.Primera Forma Normal o 1FN:La Primera Forma Normal, o 1FN, es la ms elemental de todas. Una tabla est en 1FN si el valor que contiene un atributo de un registro, un campo, es nico y elemental. En cada uno de los atributos slo se puede incluir un dato, aunque sea compuesto, pero no se pueden incluir una lista de datos. Por ejemplo, no se pueden incluir en el atributo Direccin el domicilio habitual y el de vacaciones; habra que crear dos registros que se diferenciarn por el atributo Direccin:NIFApeNomDirCPostPoblProv

1GarcaFranciscoC/Marn 1633698OviedoAsturias

2SanchezLuisaC/Teneras 34C/Ramorta 658545854585CigalesBueuValladolidPontevedra

Esta tabla no est en 1FN, ya que el cliente con Id 2 tiene dos direcciones. Para poder tener esta tabla en 1FN se hace el siguiente cambio:NIFApeNomDirCPostPoblProv

1GarcaFranciscoC/Marn 1633698OviedoAsturias

2SanchezLuisaC/Teneras 3485458CigalesValladolid

2SanchezLuisaC/Ramorta 6554585BueuPontevedra

Segunda Forma Normal o 2FN:Se dice que un atributo o conjunto de atributos tiene dependencia funcional de otro u otros si a cada uno de los primeros le corresponde slo uno de los segundos.Por ejemplo, hay una dependencia funcional entre CIF y el atributo Razn Social, ya que a cada CIF le corresponde una nica Razn Social.Una tabla est en Segunda Forma Normal o 2FN cuando est en 1FN y todo atributo que no pertenece a la clave primaria tiene una dependencia funcional de la clave completa y no de parte de ella. Luego, si la clave principal est formada por un solo atributo y ya est en 1FN, ya estar en 2FN.Para transformar una tabla con dependencias funcionales, cuya clave est formada por ms de un campo, en una tabla en 2FN se necesitan crear tablas nuevas para eliminar las dependencias funcionales, las tablas nuevas tendrn los atributos que dependen funcionalmente de la clave y los que forman la parte de la clave de la que dependen. Una vez creadas las nuevas tablas, se eliminan de la tabla primera los atributos que tenan dependencias funcionales.En el ejemplo anterior, tanto el nombre como los apellidos dependen del NIF. Se crea una nueva tabla que contiene los atributos: NIF, nombre y apellidos, eliminndose de la tabla cliente los atributos nombre y apellidos, quedando las siguientes tablas:NIFDirCPostPoblProv

1C/ Marn n1633698OviedoAsturias

2C/ Teneras n3485458CigalesValladolid

2C/ Ramorta n6554585BueuPontevedra

NIFApeNom

1GarcaFrancisco

2SanchezLuisa

Tercera Forma Normal o 3FN:Se dice que hay dependencia funcional transitiva entre dos atributos cuando un atributo que no pertenece a la clave primaria permite conocer el valor de otro atributo.Por ejemplo: dada la tabla clientes, entre los atributos provincia y prefijo telefnico hay una dependencia funcional transitiva, ya que el primero permite conocer el valor del segundo.Una tabla est en Tercera Forma Normal o 3FN si est en 2FN y no existen atributos que no pertenezcan a la clave primaria que puedan ser conocidos mediante otro atributo que no forma parte de la clave primaria, es decir, no hay dependencias funcionales transitivas.Siguiendo con el ejemplo anterior, cuando hay dependencias funcionales transitivas, se crea una nueva tabla con los atributos que tienen dependencia funcional transitiva, eliminndose el atributo dependiente de la tabla original.Si nos fijamos en esta tabla:NIFDirCPostPoblProv

1C/ Marn n1633698OviedoAsturias

2C/ Teneras n3485458CigalesValladolid

2C/ Ramorta n6554585BueuPontevedra

La direccin, la poblacin y la provincia dependen del cdigo postal, que no forma parte de la clave primaria. Descomponiendo sin perdida una vez ms, obtenemos estas dos tablas:NIFDir

1C/ Marn n16

2C/ Teneras n34

2C/ Ramorta n65

CPostDirPoblProv

33698C/ Marn n16OviedoAsturias

85458C/ Teneras n34CigalesValladolid

54585C/ Ramorta n65BueuPontevedra

Para solucionar algunos problemas de dependencias funcionales, que no se podan resolver solo con la normalizacin en 3FN, se han propuesto tres formas normales adicionales. La normalizacin ms all de 3FN queda al juicio del diseador de la base de datos. A partir de esa forma normal, la eliminacin de dependencias funcionales pasa por la creacin de tablas con multitud de informacin redundante, con un posible aumento de tamao, por lo que se ha de optar entre una optimizacin del diseo y una optimizacin del tamao. Llegndose a diversas soluciones de compromiso entre ambos parmetros. Salvo excepciones, con la 3FN o a lo sumo, la FNBC (que veremos a continuacin) es ms que suficiente, y llevar la normalizacin ms all ser ms perjudicial que beneficioso.Forma Normal de Boyce-Codd o FNBC:Una tabla est en Forma Normal de Boyce-Codd o FNBC si solo existen dependencias funcionales elementales que dependan de la clave primaria o de cualquier clave alternativa. Si la clave primaria est formada por un solo atributo y est en 3FN, ya est en FNBC.Un ejemplo tpico para mostrar una tabla que, estando en 3FN, mantiene dependencias funcionales, sin relacin con el ejemplo seguido hasta este momento, es una tabla que posee los atributos direccin, cdigo postal y poblacin, suponiendo que a poblaciones diferentes le corresponden cdigos postales distintos.CPostDirPobl

30009C/ Pantano Camarillas n16Murcia

48596Av. Buenos Aires n12Madrid

En este caso hay dependencia entre el cdigo postal y la poblacin, ya que, conocido el cdigo postal se puede conocer la poblacin, y conocida la direccin y la poblacin, se conoce el cdigo postal. Para transformar la tabla en una tabla en FNBC se crea una tabla de cdigos postales y poblaciones, eliminando de la tabla original la poblacin, obtenindose dos tablas, una con los atributos direccin y cdigo postal y otra con el cdigo postal y la poblacin:CPostDir

30009C/ Pantano Camarillas n16

48596Av. Buenos Aires n12

CPostPobl

30009Murcia

48596Madrid

Cuarta Forma Normal o 4FN:Existe dependencia funcional multivalorada o de mltiples valores si, dados tres atributos de una tabla, si para cada valor del primer atributo existen mltiples valores en el segundo atributo y no hay ninguna relacin entre el tercer atributo y el primero, a no ser a travs del segundo atributo.Una tabla est en Cuarta Forma Normal o 4FN si est en FNBC y las nicas dependencias funcionales multivaloradas que existen son las dependencias funcionales de la clave con los atributos que no forman parte de la misma. Estas dependencias multievaluadas de la clave con los atributos que no forman parte de la misma son dependencias triviales, por lo que algunos autores dicen que no existen dependencias multievaluadas en 4FN.Supongamos que los atributos de la tabla transporte son conductor, tipo de vehculo y tipo de carga, formando los tres campos la clave primaria. A cada conductor se le puede asignar un vehculo u otro y cada vehculo puede transportar varios tipos de carga.Transporte

ConductorTipo VehculoTipo Carga

JuanFurgonetaPerecederos

MarcosFurgonetaPerecederos

JuanFurgonetaMuebles

MarcosFurgonetaMuebles

JuanCaminMudanza

MarcosCaminMudanza

Con estas condiciones, los conductores son independientes de la carga; el tipo de vehculos depende del conductor y el tipo de vehculo depende de la carga. En este caso hay dependencias funcionales multivaloradas, ya que algunos atributos que forman la clave dependen de otro atributo que tambin la forman.Para conseguir que esta tabla est en 4FN se necesita crear dos nuevas tablas en lugar de la tabla actual, manteniendose en cada una de ellas una dependencia mltiple. La primera tabla tendr los atributos conductor y tipo de vehculo y la segunda, tipo de vehculo y tipo de carga. De este modo la tabla en 4FN debido a que la clave primaria de ambas tablas son todos los campos que la forman. Resultado:Tipo VehculoTipo Carga

FurgonetaPerecederos

FurgonetaPerecederos

FurgonetaMuebles

FurgonetaMuebles

CaminMudanza

CaminMudanza

ConductorTipo Vehculo

JuanFurgoneta

MarcosFurgoneta

JuanFurgoneta

MarcosFurgoneta

JuanCamin

MarcosCamin

Quinta Forma Normal o 5FN:Se dice que hay dependencia de JOIN, de unin o de producto si una tabla tiene dependencia de *unin con varias de sus *proyecciones y se puede obtener la tabla por medio de la unin de dichas proyecciones.*Proyeccin:

Creacin de una tabla cuyos elementos forman un subconjunto de una tabla dada. Se incluyen todas las filas y algunas columnas.

*Unin:

Formar, a partir de dos tablas, una nueva con todos los campos de una de ellas y los registros de ambas, excepto los repetidos. Ambas tablas han de tener el mismo grado y las mismas columnas.

Una tabla esta en Quinta Forma Normal (5FN) o Forma Normal de Proyeccin-Unin si est en 4FN y las nicas dependencias que existen son las dependencias de unin de una tabla con sus proyecciones relacionndose entre las distintas proyecciones mediante la clave primaria o cualquier clave alternativa. La 5FN se emplea cuando en una misma tabla tenemos mucha informacin redundante, con pocos atributos o cuando una tabla posee una gran cantidad de atributos y se hace por ello inmanejable.Para conseguir que una tabla 4FN con gran cantidad de atributos est en 5FN, se parte la tabla original en tantas tablas como se desee, teniendo cada una de ellas en comn con las dems los campos que forman la clave primaria en la tabla original.Ejemplo para el caso de una tabla que posee una gran cantidad de atributos:IdDatos FamiliaresDatos ProfesionalesDatos PersonalesDatos Clnicos

1D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12

En este caso tenemos una empresa donde se guardan los datos personales, familiares, profesionales y clnicos de cada empleado en una nica tabla llamada Empleados. Si esta tabla est ya en 4FN, se puede partir en las tablas empleados-personal, empleados-familia, empleados-profesional, empleados-clnicos; de este modo, la velocidad de acceso y la gestin de datos por cada departamento de la empresa se simplifica, al no tenerse que crear ningn tipo de restriccin sobre determinados atributos que no han de ser vistos por el personal que no los necesite.El resultado sera:IdDatos Familiares

1D1D2D3

IdDatos Profesionales

1D4D5D6

IdDatos Personales

1D7D8D9

IdDatos Clnicos

1D10D11D12

Ejemplo para el caso de una tabla que posee mucha informacin redundante, con pocos atributos:Biblioteca

TtuloFechaSocio

T1FTS1

T2FUS2

T3FVS1

T4FGS4

T1FHS3

T2FTS4

T3FVS3

Si se tiene una tabla de prstamo de libros de una biblioteca, con los atributos ttulo, fecha de prstamo y nmero de socios que ha tomado prestado el libro, existen multitud de registros que se crean diariamente en esa tabla, pero para cada libro o para cada socio habr pocos registros, con lo que una consulta para esa tabla como: Cules son los libros ledos por un determinado socio?, puede tener una velocidad de respuesta elevada. Si esta tabla se parte en las tablas ttulo-fecha, ttulo-socio y socio-fecha, cualquier consulta similar a la anterior tendr un tiempo de respuesta tolerable, y cuando sea necesario, se podrn realizar consultas que impliquen los datos de las tres tablas.El resultado sera pues:Ttulo-Fecha

TtuloFecha

T1FT

T2FU

T3FV

T4FG

T1FH

T2FT

T3FV

Ttulo-Socio

TtuloSocio

T1S1

T2S2

T3S1

T4S4

T1S3

T2S4

T3S3

Fecha-Socio

FechaSocio

FTS1

FUS2

FVS1

FGS4

FHS3

FTS4

FVS3