Проектирование логической структуры реляцион ной базы данных

Проблема логического проектирования реляционной базы данных заключается в выборе рационального количества отношений и их атрибутов. Вообще говоря, задача имеет множество решений, однако нужно построить такую совокупность отношений и так выбрать атрибуты, чтобы при этом выполнялись следующие основные требования [11]. Необходимо:

• • свести к минимуму избыточность хранения информации;
• • обеспечить целостность базы данных при выполнении операций модификации данных;
• • минимизировать возможные изменения в наборе отношений при добавлении новых атрибутов.

Преобразование исходного набора отношений в конечный набор с лучшими характеристиками называется процессом нормализации или методом нормальных форм.

Нормализация заключается в последовательном переводе отношений из первой нормальной формы в нормальные формы более высокого порядка по определенным правилам. В результате одно или несколько исходных отношений преобразуются в значительно большее их количество.

В основе процесса проектирования лежит декомпозиция отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, в два или более отношений, удовлетворяющих требованиям следующей нормальной формы.

В теории реляционных баз данных обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

• • первая нормальная форма (1НФ);
• • вторая нормальная форма (2НФ);
• • третья нормальная форма (ЗНФ);
• • нормальная форма Бойса — Кодда (БКНФ);
• • четвертая нормальная форма (4НФ);
• • пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5НФ или ПС/НФ).

Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору ограничений. Чем больше номер нормальной формы, тем больше ограничений накладывается на отношения. Применяемые ограничения направлены на сокращение избыточной информации в базе данных.

Каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей, при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных форм сохраняются.

Обычно при проведении процедуры нормализации ограничиваются приведением отношений к третьей нормальной форме.