Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (4NF).

Нормальные формы БД. 5 и 6 нормальные формы.

Нормальные формы баз данных – это представление БД в виде, удовлетворяющем некоторым ограничениям. Каждая последующая форма содержит все ограничения предыдущей формы, поэтому система нормальных форм является иерархической.

Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (4NF).

Четвертая нормальная форма касается отношений, в которых имеются повторяющиеся наборы данных. Декомпозиция, основанная на функциональных зависимостях, не приводит к исключению такой избыточности. В этом случае используют декомпозицию, основанную на многозначных зависимостях.

Многозначная зависимость является обобщением функциональной зависимости и рассматривает соответствия между множествами значений атрибутов.

В качестве примера рассмотрим отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ИМЯ, КУРС, УЧЕБНОЕ_ПОСОБИЕ), хранящее сведения о курсах, читаемых преодавателем, и написанных им учебниках. Пусть профессор N читает курсы " Теория упругости" и " Теория колебаний" и имеет соответствующие учебные пособия, а профессор K читает курс " Теория удара" и является автором учебников " Теория удара" и " Теоретическая механика". Тогда наше отношение будет иметь вид:

Это отношение имеет значительную избыточность и его использование приводит к возникновению аномалии обновления. Например, добавление информации о том, что профессор K будет также читать лекции по курсу " Теория упругости" приводит к необходимости добавить два кортежа (по одному для каждого написанного им учебника) вместо одного. Тем не менее, отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ находится в NFBC (ключевой атрибут - ИМЯ).

Заметим, что указанные аномалии исчезают при замене отношения ПРЕПОДАВАТЕЛЬ его проекциями:

Аномалия обновления возникает в данном случае потому, что в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ имеются:

1. зависимость множества значений атрибута КУРС от множества значений атрибута ИМЯ
2. зависимость множества значений атрибута УЧЕБНОЕ_ПОСОБИЕ от множества значений атрибута ИМЯ.

Такие зависимости и называются многозначными и обозначаются как

Нетрудно показать, что многозначные зависимости всегда образуют связанные пары, поэтому их часто обозначают

Очевидно, что каждая функциональная зависимость является многозначной, но не каждая многозначная зависимость является функциональной.

Определение четвертой нормальной формы:

Отношение находится в 4NF, если оно находится в BCNF и в нем отсутствуют многозначные зависимости, не являющиеся функциональными зависимостями.