Первая нормальная форма

Первичный ключ

В реляционных таблицах в общем случае может быть несколько вариантов возможных первичных ключей, или ключей-кандидатов.

Ключом-кандидатом называется минимальный набор полей, однозначно идентифицирующих кортеж, или запись, в БД. Минимальность набора понимается в том смысле, что при исключении из набора какого-либо поля он теряет свойства ключа-кандидата.

Поля, входящие в ключи-кандитаты, называются первичными атрибутами. Остальные поля, т.е. не входящие в ключи-кандитаты, называются непервичными атрибутами.

Пример.

Рассмотрим БД " Адреса клиентов", приведенную на Рис. 0.1.Здесь можно выделить два ключа-кандидата:

а) ШифрКлиента; б) ФИО + Адрес.

Для пользователя удобнее принять в качестве первичного несцепленный ключ - ШифрКлиента, который и подчеркнут в таблице на рисунке.

Рассмотрим БД Сотрудники, имеющую структуру:

Сотрудники (№Таб, ФИО, ПаспортныеДанные, Должность).

Здесь вторичным ключом может быть тип поля Должность. Тогда по нему будет выбираться множество сотрудников, занимающих одну и ту же должность на предприятии.

Составные атрибуты, в отличие от простых, – это атрибуты, составленные из нескольких простых атрибутов. Составные: «ФИО». Простые: «Фамилия», «Имя», «Отчество».

Многозначные атрибуты, в отличие от однозначных, – это атрибуты, представляющие множество значений. Подозреваю, что это когда полю «спорт» соответствует поле «тренера», принимающее несколько значений.

Также в этом отношении задана система функциональных зависимостей:
{№ зачетной книжки} → {Фамилия, Имя, Отчество};

ПЕРВАЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА

ограничение первой нормальной формы – значения всех атрибутов отношения атомарны(неделимы).

Сотрудники (№ табельный, Фамилия Имя Отчество, Код должности, Телефоны, Дата приема или увольнения);
Primary key (№ табельный);
Перечислим, какие в этой схеме отношения имеются ошибки, т. е. назовем те признаки, которые и делают собственно эту схему ненормализованной:
1) атрибут «Фамилия Имя Отчество» является составным, т. е. составленным из разнородных элементов;
2) атрибут «Телефоны» является многозначным, т. е. его значением является множество значений;
3) атрибут «Дата приема или увольнения» не имеет однозначной семантики, т. е. в последнем случае не понятно, какая именно дата внесена.

в отличие от первой нормальной формы, наличие системы ограничений функциональных зависимостей.
решение: поделить поля «фио» и «дата приема и увольнения». «Телефоны» тоже можно поделить типо: рабочий, домашний, мобильный. Тогда получится где-то 7-10 полей включая номер табельного и код должности.

ВТОРАЯ НОРМАЛЬНАЯ ФОРМА
Определение. Базовое отношение находится во второй нормальной форме относительного заданного множества функциональных зависимостей тогда и только тогда, когда оно находится в первой нормальной форме и, кроме того, каждый неключевой атрибут полностью функционально зависит от каждого ключа.
В этом определении неключевой атрибут – это любой атрибут отношения, не содержащийся в каком-либо первичном или кандидатном ключе отношения.
Полная функциональная зависимость от ключа предполагает отсутствие функциональной зависимости от какой‑ ­либо части этого ключа.

Итак, вариант 1 схемы отношения:
Аудитории (№ корпуса, № аудитории, Площадь кв. м, № табельный коменданта корпуса);
Primary key (№ корпуса, № аудитории);
Кроме того, определена следующая система функциональной зависимости:
{№ корпуса} → {№ табельный коменданта корпуса};
Что мы видим? Все условия пребывания этого отношения «Аудитории» в первой нормальной форме выполнены, ведь все до единого атрибуты этого отношения однозначны и просты. Но то условие, что каждый неключевой элемент должен полностью функционально зависеть от ключа, не выполняется. Почему? Да потому, что атрибут «№ табельный коменданта корпуса» функционально зависит не от составного ключа «№ корпуса, № аудитории», а от части этого ключа, т. е. от атрибута «№ корпуса». Действительно, ведь именно номер корпуса полностью определяет, какой именно комендант к нему приписан, а, в свою очередь, ни от каких номеров аудиторий табельный номер коменданта корпуса зависеть никак не может.
Таким образом, основной задачей нашей нормализации становится задача добиться того, чтобы ключи распределялись таким образом, чтобы, в частности, атрибут «№ табельный коменданта корпуса» полностью функционально зависел от всего ключа, а не от его какой‑ то части.
Для того, чтобы этого добиться, придется снова, как и в предыдущем параграфе, применить декомпозицию отношения. Итак, следующая система отношений, представляющая собой вариант 2 отношения «Аудитории», как раз и получилась из исходного отношения путем его декомпозиции на несколько новых самостоятельных отношений:
Корпуса (№ корпуса, № табельный коменданта корпуса);
Primary key (№ корпуса);
Аудитории (№ корпуса, № аудитории, Площадь кв. м);
Primary key (№ корпуса, № аудитории);
Foreign key (№ корпуса) references Корпуса (№ корпуса);
Что мы видим теперь? В отношении «Корпуса» неключевой атрибут «№ табельный коменданта корпуса» полностью функционально зависит от первичного ключа «№ корпуса». Здесь условие нахождения отношения во второй нормальной форме полностью выполнились.
Теперь перейдем к рассмотрению второго отношения – «Аудитории». В отношении ‑ «Аудитории» атрибут первичного ключа «№ корпуса» является одновременно внешним ключом, ссылающемся на первичный ключ отношения «Корпуса». В этом отношении неключевой атрибут «Площадь кв. м» полностью зависит от всего составного первичного ключа «№ корпуса, № аудитории» и не зависит, даже не может зависеть ни от какой из его частей. Таким образом, путем декомпозиции исходного отношения, мы пришли к тому, что все условия из определения второй нормальной формы полностью выполнились. В данном примере все требования функциональной зависимости навязаны объявлением первичных ключей (кандидатных ключей здесь нет) и внешних ключей. Поэтому дальнейшая нормализация не требуется.