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Normalização

Anomalias

Dependência e determinantes

Normalização

FACULDADE ANGLO AMERICANO – FOZ DO IGUAÇU Curso de Ciência da Computação – 5º Periodo Disciplina: Banco de Dados I Prof. Erinaldo Sanches Nascimento

Definição

• Formas normais

• Remove a duplicação e minimiza redundância de dados.

• Resultado em uma melhor organização e uma utilização mais eficaz do espaço físico.

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O Conceito de Anomalias

• A intenção da teoria de banco de dados relacional é eliminar a ocorrência de anomalias numa base de dados.

• Anomalias podem, eventualmente, ocorrer durante alterações a uma base de dados, pois os dados podem tornar-se logicamente corrompido.

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Redundância

A informação pode estar repetida desnecessariamente em várias tuplas.


Anomalia de Inserção

Causado quando um registro é adicionado a uma tabela de detalhes, sem nenhum registro relacionado existente em uma tabela mestre.


Anomalia de Exclusão

• Causado quando um registro é excluído de uma tabela mestre, sem primeiro excluir todos os registros de irmãos, em uma tabela detalhe.

• A exceção é a deleção em cascata, ocorrendo quando a exclusão de um registro mestre automaticamente exclui todos os registros de filhos em todas as tabelas de detalhes relacionadas, antes de excluir o registro pai da tabela mestre.


Anomalia de Atualização

• Esta anomalia é semelhante à deleção em que ambos os registros mestre e detalhe devem ser atualizados para evitar registros de detalhe órfãos.

• Quando em cascata, garante que todas as atualizações de chave primária são propagadas para as chaves estrangeiras da tabela filha relacionada.


Dependência Funcional

Y é funcionalmente dependente X se o valor de Y é determinado por X.

Em outras palavras, se Y = X 1, o valor de X irá determinar o valor resultante de Y. Assim, Y é dependente X como uma função do o valor de X.


Determinante

O determinante na descrição da dependência funcional no ponto anterior é X porque X determina o valor Y, pelo menos parcialmente porque 1 é adicionado a X também.

Um fator determinante é a inversão ou o oposto da dependência funcional.


Dependência Transitiva

• Z é transitivamente dependente de X quando X determina Y e Y determina Z.

• Dependência transitiva descreve assim que Z é indiretamente dependente de X através de sua relação com Y.


Chave Candidata

Uma chave candidata (chave potencial ou admissível) é um campo ou combinação de campos que podem agir como um campo de chave primária para uma tabela, assim identificando exclusivamente cada registro na tabela.


Dependência Funcional Total

• Esta situação ocorre em que X determina Y, mas X combinados com Z não determina Y. Em outras palavras, Y depende X e X sozinho.

• Se Y depende de X com qualquer outra coisa, não há dependência funcional total.

• Essencialmente X, o determinante, não pode ser uma chave composta.

• Uma chave composto contém mais do que um campo (o equivalente de X com Z).


Dependência Multivalorada

• Uma dependência com vários valores. • Um exemplo de uma dependência de valores múltiplos

é um campo contendo uma lista separada por vírgulas ou coleção de algum tipo. – Uma colecção poderia ser uma matriz de valores do

mesmo tipo. – Esses valores múltiplos são dependentes como um todo na

chave primária, como um todo significa toda a coleção na lista delimitada por vírgulas.

• Uma dependência multivalorada trivial ocorre entre dois campos quando eles são os únicos dois campos na tabela. Um deles é a chave primária e outro a lista do multivalorado.


Dependência Cíclica

• Significa que X é dependente de Y, que por sua vez também é dependente X, direta ou indiretamente.

• Dependência cíclica indica um padrão logicamente circular de interdependência.

• Dependência cíclica geralmente ocorre com tabelas contendo uma chave primária composta de três ou mais campos. – onde três campos estão relacionados em pares uns para os

outros.

• Em outras palavras, X refere-se a Y, Y refere-se a Z, e X relaciona-se com Z. Em última análise Z relaciona de volta com X.


Formas Normais

• 1ª Forma Normal (1FN)

• 2ªForma Normal (2FN)


• Forma Normal de Boyce-Codd (FNBC)



• Forma Normal de Chave-Domínio (FNCD)


1ª Forma Normal (1FN)

• Elimina grupos de repetição de tal forma que todos os registros em todas as tabelas podem ser identificados exclusivamente por uma chave primária em cada tabela.

• Todos os outros campos do que a chave primária deve depender da chave primária.

1. Remove campos de repetição 2. Cria uma nova tabela onde a tabela original e novo estão

ligados entre si com um mestre-detalhe, um-para-muitos. 3. Cria chaves primárias em ambas as tabelas onde a tabela

de detalhes terá uma chave primária composta contendo o campo de chave primária da tabela mestre como o campo prefixo da sua chave primária. Esse campo prefixo é também uma volta de chave estrangeira para a tabela mestre.


1FN faz o seguinte

• Elimina a grupos de repetição. • Define as chaves primárias. • Todos os registros devem ser identificados unicamente

com uma chave primária. Uma chave primária é único e, portanto, não são permitidos valores duplicados.

• Todos os outros campos do que a chave primária deve depender da chave primária, direta ou indiretamente.

• Todos os campos devem conter um único valor. • Todos os valores em cada campo deve ser do mesmo

tipo de dados. • Criar uma nova tabela para mover os grupos de

repetição da tabela original.


Tabela Desnormalizada


2ªForma Normal (2FN)

• Todos os valores não-chave devem ser totalmente funcionalmente dependente da chave primária.

• Não são permitidas dependências parciais.

– Uma dependência parcial ocorre quando um campo é totalmente dependente de uma parte de uma chave primária composta.

1. Cria uma tabela em que os valores de repetição são removidos para uma nova tabela. O resultado é um relacionamento muitos-para-um em vez de uma relação um-para-muitos, criado entre o original e as novas tabelas.

2. A nova tabela obtém uma chave primária consistindo de um único campo.

3. A tabela mestre contém uma chave estrangeira apontando para a chave primária da nova tabela. Essa chave estrangeira não é parte da chave primária da tabela original.


2FN faz o seguinte

• A tabela deve estar na 1FN. • Todos os valores não-chave devem ser totalmente

dependente funcional da chave primária. – Não são permitidos campos não-chave não completamente e

individualmente dependente da chave primária.

• Dependências parciais deve ser removido. – Uma dependência parcial é um tipo especial de dependência

funcional que se verifica quando um campo é totalmente dependente de uma parte de uma chave primária composta.

Indicando os últimos dois pontos de uma forma diferente, remova os campos que são independentes da chave primária. • Criar uma nova tabela para separar a parte parcialmente

dependente da chave primária e os seus campos dependentes.


A tabela LIVRO está na 1FN



• Elimina dependências transitivas – Significa que um campo é indiretamente

determinado pela chave primária.

– Isto é porque o campo é funcionalmente dependente de outro campo, enquanto que o outro campo é dependente da chave primária.

• Eliminação de uma dependência transitiva implica a criação de uma nova tabela para algo indiretamente dependente da chave primária em uma tabela existente.


A 3FN faz o seguinte

• A tabela deve estar na 2NF.

• Elimina as dependências transitivas.

– Uma dependência transitiva é onde um campo é determinado indiretamente pela chave primária, porque esse campo é funcionalmente dependente de um segundo campo, onde o segundo campo é dependente da chave primária.

• Cria uma nova tabela para conter todos os campos separados.


Além da 3ª Forma Normal (3FN)

• Muitos modelos modernos bancos de dados relacionais não se estendem além 3FN.

• Os maiores problemas com ir além 3FN são questões de complexidade e desempenho.

• Formas extremas de redução não são um benefício para o modelo de banco de dados relacional.

• Níveis extremos de granularidade na modelagem de banco de dados relacional são uma forma de perfeição matemática.


Um-para-Um Tabelas NULL


remover campos NULL para novas tabelas.

Forma Normal de Boyce-Codd (FNBC)

• Cada determinante em uma tabela é uma chave candidata.

• Se houver apenas uma chave candidata, 3FN e BCNF são uma e a mesma coisa.


FNBC faz o seguinte

• A tabela deve estar na 3FN.

• Uma tabela pode ter apenas uma chave candidato.

Uma chave candidata tem potencial para ser

chave primária de uma tabela.



Usando FNBC para separar todas as chaves candidatas em tabelas separadas.


Um tipo comum de exemplo de transformação FNBC.


Os dados para o tipo comum de transformação FNBC exemplificado na figura anterior.


Elimina vários conjuntos de dependências multivaloradas.


A 4ª FN faz o seguinte

1. A tabela deve estar na 3FN ou FNBC com 3FN.

2. Dependências multivalorados devem ser transformados em dependências funcionais. Isto implica que um valor e não vários valores são dependentes de uma chave primária.

3. Elimina vários conjuntos de dependências múltivaloradas ou vários valores, por vezes descrita como dependências multivaloradas não-triviais.



• Elimina dependências cíclicas.

• A 5FN também é conhecida como Forma Normal de Projeção-Junção (NFPJ).


A 5ªFN faz o seguinte

1. A tabela deve estar em 4NF.

2. Dependências cíclicas devem ser eliminadas.



Transformações na 5FN às vezes remove duplicações.

Forma Normal de Chave-Domínio (FNCD)

NFCD é a aplicação final de normalização e é mais uma medição do estado conceitual, em oposição a um processo de transformação em si mesmo.

Descreve como um modelo de banco de dados totalmente normalizado deve aparecer.


Banco de dados totalmente normalizado

• Não pode haver inserção, alteração ou remoção de anomalias de dados.

• Cada registro em cada tabela deve ser unicamente identificável e diretamente relacionado com a chave primária na sua tabela.

• Todos validação dos dados é feita dentro do modelo de banco de dados.


A maioria de normalização é essencialmente o senso comum.

Analistas podem descobrir 1FN, 2FN e 3FN para um conjunto de dados. Qualquer outra coisa é geralmente ignorado.


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