Третья нормальная форма

В ряде случаев и вторая нормальная форма порождает неудобства. Для их устранения используется последний шаг нормализации, преобразующий вторую нормальную форму в третью. На этом шаге ликвидируется так называемая транзитивная зависимость. Пусть А, В и С — три атрибута или три набора атрибутов отношения R. Если С зависит от В, а В — от А, то С зависит от А. Если при этом обратное соответствие неоднозначно (т. е. А не зависит от В или В не зависит от С), то говорят, что С транзитивно зависит от А. На диаграмме транзитивную зависимость С от А изображают следующим образом:

Преобразование в третью нормальную форму состоит в расщеплении исходного отношения на два:

Например, на рис. 5.1 атрибут ДАТА-ОКОНЧАНИЯ зависит от атрибута НОМЕР-ПРОЕКТА, который в свою очередь зависит от атрибута НОМЕР-СЛУЖАЩЕГО. Таким образом, ДАТАОКОНЧАНИЯ транзитивно зависит от атрибута НОМЕРСЛУЖАЩЕГО.

Рис. 5.5. Приведение отношения, показанного на рис. 5.1, к третьей нормальной форме путем расщепления его на два отношения

Отношение можно привести к третьей нормальной форме путем его расщепления (рис. 5.5):

СЛУЖАЩИЙ (НОМЕР-СЛУЖАШЕГО. ИМЯ;

СЛУЖАЩЕГО, ЗАРПЛАТА, НОМЕР-ПРОЕКТА) ПРОЕКТ (НОМЕР-ПРОЕКТА. ДАТА-ОКОНЧАНИЯ) Пример пары отношений:

Пара отношений на рис. 5.5 предпочтительнее первоначального отношения, потому что информация об окончании проекта может потребоваться независимо от информации о служащем, а атрибут ДАТА-ОКОНЧАНИЯ относится скорее к проекту, чем к служащему.

ТРЕТЬЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА определяется следующим образом. Отношение R задано в третьей нормальной форме, если оно задано во второй нормальной форме и каждый атрибут из R, не являющийся первичным, нетранзитивно зависит от каждого возможного ключа /?,.

Пара отношений в третьей нормальной форме (рис. 5.5) не содержит транзитивных и неполных зависимостей.

Отвлекаясь от понятия возможных ключей, определение третьей нормальной формы можно было бы сформулировать следующим образом: все элементы данных в логической записи функционально зависят только от ключа этой записи (от всего ключа).

Семантическая целостность

Если отношения находятся в третьей нормальной форме, то несколько несложных правил помогают сохранить семантическую целостность при операциях проецирования и соединения.

Полученное отношение АДРЕС некорректно, так как атрибут АДРЕС принадлежит ОТДЕЛУ, а не СЛУЖАЩЕМУ.

Правила:

• 1. Проецирование корректно, если получающийся в результате сегмент (или запись) содержит тот же самый ключ, что и исходный сегмент, или эквивалентный ему возможный ключ.
• 2. Сегмент Л можно соединять с сегментом В, если:
  • а) ключ В является элементом данных или группой элементов данных в А
  • б) ключ В однозначно определяется элементом данных или группой элементов данных в Л.
• 3. Если соединение включает также проецирование, то применяются оба приведенных выше правила.

Рис. 5.7. Примеры семантической раздробленности.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Для чего в проектировании реляционных баз данных применяется нормализация?
• 2. Что такое вторая нормальная форма?
• 3. Расскажите о следствиях нарушений второй нормальной формы.
• 4. Для чего нужна третья нормальная форма?
• 5. Каковы правила семантической целостности третьей нормальной формы?