Правила нормалізації

Результати инфологического моделювання можуть бути зведені в єдину таблицю. Але використовувати її неможливо, тому що скоріше за все ці таблиці будуть містити надлишкову, повторювану інформацію.
Тому отримані дані піддають перетворень, які називаються нормалізацією.
Перша нормальна форма

Відношення називається приведеним до першої нормальної формі, якщо всі його атрибути прості.

При приведенні відносини «Учень» до першої нормальної формі ми виконали дві дії:

Атрибут «Адреса» складається з значень двох властивостей. Ми розбили його на атрибути «Вулиця» і «Контекст адреси».
Значення атрибута «Прізвища батьків» містить одне або два значення «Батько», тому ми розділили на кілька значень, що призвело до збільшення кількості примірників відносини.
Отримане відношення не повністю приведена до першої нормальної формі. Дотримуючись правила, слід було б розбити атрибути «Прізвище учня», «Класний керівник», «Прізвища батьків» на «Прізвище», «Ім'я», «по Батькові» кожен. Однак кожний з вихідних атрибутів по суті нашої задачі буде використовуватися (тобто атрибути можна назвати простими, і в даному випадку формальний підхід до процесу нормалізації недоречний. Розбиваючи атрибут «Адреса» на два атрибута, ми також міркували неформально. Розробка ведеться для районної школи, учні якої живуть поблизу, і, отже, спектр задіяних вулиць невеликий. Цілком ймовірно виникнення завдань, що використовують вулицю як окреме значення, але навряд чи виникнуть завдання, використовують в якості параметра номер будинку або квартири.

Друга нормальна форма

Відношення знаходиться в другій нормальній формі, якщо воно знаходиться в першій нормальній формі і значення у кожному неключевом атрибуті однозначно визначаються значенням первинного ключа.

Проаналізуємо.

Візьмемо, наприклад, стовпець Прізвище учня». Видно, що для його визначення необхідний тільки стовпець «№ квитка», а стовпець «Прізвища батьків» не потрібен. Це недолік. Кажуть, що значення в неключевом атрибуті неоднозначно визначається первинним ключем. Значить, потрібно привести ставлення до другої нормальної форми.

Значення неключових атрибутів «Вулиця», «Контекст адреси», «Прізвище учня», «Спеціалізація класу», «Класний керівник», «Клас» відносини «Учень» однозначно визначається значеннями одного з атрибутів первинного ключа («Номер учнівського квитка»). При приведенні даного відношення до другої нормальної формі воно поділяється на два відносини: «Батьки» і «Особисті дані учня.

Первинним ключем відносини «Батьки» є сукупність атрибутів «Прізвища батьків» і «Номер учнівського квитка», оскільки тільки вона унікально визначає примірники відносини. Первинний ключ відношення «Особисті дані учня» - атрибут «Номер учнівського квитка», т. к. він унікально визначає примірники відносини.

Третя нормальна форма

Відношення знаходиться в третій нормальній формі, якщо воно знаходиться в другій нормальній формі і всі неключевые атрибути не залежать один від одного.

Проаналізуємо таблицю «Особисті дані учня». Тут є інформація про його місце проживання, про класі, класному керівнику і спеціалізації класу. Видно, що є неключевые стовпці, які залежать один від одного. Це «Клас», «Класний керівник» і «Спеціалізація класу». Ці дані будуть повторюватися для учнів, вийде занадто багато повторюваної інформації. Тобто «Спеціалізація класу» та «Класний керівник» залежать від неключевого атрибута «Клас». Для усунення цієї залежності виділимо з відношення «Особисті дані учня» ставлення «Клас». Первинним ключем створеного стосунки атрибут «Клас».

Тому ставлення треба привести до третьої нормальної формі.

Четверта нормальна форма

Відношення знаходиться в четвертій нормальній формі, якщо воно знаходиться в третій нормальній формі і якщо в ньому не містяться незалежні групи атрибутів, між якими існує відношення «багато-до-багатьом».

Повернемося до таблиці «Викладач – клас – предмет». Тут спостерігаються зв'язку «багато-до-багатьом». Це означає, що слід привести ставлення до четвертої нормальної форми.