BASE DE DATOS ALGEBRA RELACIONAL

Normalización

Es un proceso de aplicación de un conjunto de reglas que sirven a los diseñadores a desarrollar un esquema de una base de datos, que minimice los problemas de lógica. Cada regla está basada en la que le antecede.

Primera forma normal

Una relación está en la primera forma normal (1 FN) si los valores

en la relación son atómicos para cada atributo en la relación. Esto

quiere decir que los valores de los atributos no pueden ser un

conjunto de valores o un grupo repetitivo.

ID TRAB NOMB_TRA OFICIO ID SUPV ID_EDIFICIO

AJADOR BAJADOR

I 1235 M Faraday Electricista 1311 {312,515}

1412 C Nemo Fontanero 1520 {312, 460, 435, 515}

1311 C Coulomb Electricista 1311 435

La relación anterior no está en 1 FN porque el ID_EDIFICIO no es

atómico.

ID_TRABAJA NOMB TRA TARIFA_HR OFICIO ID_SUPV ID_EDIFI

DOR BAJADOR CIO

1235 M Faraday 12.50 Electricista 1311 312

1235 M Faraday 12.50 Electricista 1311 515

1412 C.Nemo 13.75 Fontanero 1520 312

1412 C Nemo 13.75 Fontanero 1520 460

1412 C Nemo 13.75 Fontanero 1520 435

1412 CNemo 13.75 Fontanero 1520 515

•1311 Coulomb 15.50 Electricista 1311 435

En esta relación aunque está en 1 FN, se puede observar que

existe redundancia de datos. Esta redundancia ocupa espacio y

puede conducir a perder la integridad de los datos.

La segunda y tercera forma normal, se aplican a las relaciones

que estén restringidas por dependencias funcionales.

Dependencias funcionales.

Un valor de la tupla en un atributo determina unívocamente el

valor de la tupla en otro atributo

Una dependencia funcional se define así: si A y B son atributos

en la relación R, entonces

DF: A B

La notación "" se lee "determina funcionalmente"

•

El atributo en la parte izquierda de una DF se llama determinante

porque ese valor determina el valor del atributo de la parte derecha.

Significa que cualesquiera dos tuplas en R que tienen el mismo valor

para un atributo A, deben tener el mismo valor para su atributo B.

Esta definición también aplica si A y B son conjuntos de columnas en lugar de columnas simples. Se dice que un atributo B es por completo dependiente funcionalmente del atributo A, si depende funcionalmente de A y no depende funcionalmente de ningún subconjunto propio de A (es decir, no existe un subconjunto propio C de los atributos componentes de A tales que B sea funcionalmente dependiente de C)

Por ejemplo, EL ID_TRABAJADOR determina, especialmente,

NOMBRE; ID_TRABAJADOR determina especialmente OFICIO.

DF: ID_TRABAJADOR  NOMBRE

DF: ID_TRABAJADOR  OFICIO

Segunda forma normal

La segunda y tercera forma normal se ocupa de la relación entre

los atributos claves y no claves.

Una relación está en segunda forma normal (2FN) si el atributo no

clave no es funcionalmente dependiente de una parte de la clave.

O también puede expresarse como; una relación está en segunda

forma normal, si y sólo si esta en 1 FN Y todos los atributos no

clave dependen por completo de la clave primaria.

Por tanto, la 2FN puede violarse sólo cuando una clave sea una

clave compuesta.

ID TRABAJADOR ID EDIFICIO FECHA INICIO NOMBRE

1235 312 10/10 M. FARADAY

1412 312 01/10 C. NEMO

1235 515 17/10 M. FARADAY

1412 460 08/12 C. NEMO

1412 435 15/10 C. NEMO

•

En esta relación la Clave consiste en los atributos

ID_TRABAJADOR e ID_EDIFICIO juntos. NOMBRE está determinado por ID_ TRÁBAJADOR, y también es funcionalmente dependiente de una parte de la clave. Por lo tanto la relación no está en 2FN y puede causar los siguientes problemas.

1. El nombre del trabajador se repite en cada fila que se refiere a una asignación para ese trabajador.

2. Si el Nombre del trabajador cambia, cada fila que se refiera a una asignación de ese trabajador debe actualizarse.

3. Debido a esta redundancia los datos podrían convertirse en

inconsistencias, con distintas filas, mostrando diferentes nombres para el mismo trabajador

4. Si al 'mismo tiempo no hay asignaciones para el trabajador, puede no haber filas en las cuáles guardar su nombre.

El proceso de descomponer una relación que no está en 2FN en

dos relaciones que si están en 2FN es:

1. Crear una relación usando los atributos de la dependencia funcional culpable como los atributos en la nueva relación

2. Los atributos de 1a parte derecha de la DF se eliminan entonces de la relación original.

3. Si más de una DF impide la relación en 2FN, repita los pasos 1 y 2 para cada DF.

4. Si el determinante aparece en más de una DF, tome todos los atributos funcionalmente dependientes con ese determinante

como atributos no claves en la relación teniendo al determinante de la relación como clave.

ASIGNACION

ID TRABAJADOR ID EDIFICIO FECHA INICIO

1235 312 10/10

1412 312 01/10

1235 515 17/10

1412 460 08/12 ,

1412 435. 15/10

•

TRABAJADOR

_ ID_TRABAJADOR NOMBRE•.

.' . M..FARADAY

1235_,

1412 ,C . C. NEMO

. ~ . ,

La 2FN reduce la redundancia y la inconsistencia.

El proceso de reducción es, precisamente, un proceso de sacar proyecciones; es decir, el operador de descomposición es la proyección.

El primer paso en el procedimiento de normalización es sacar proyecciones para eliminar las dependencias funcionales no completas:

Si

R(A,B,C,D)

PRIMARY KEY(A,B)

R.A R.D

Se recomienda sustituir R por sus dos proyecciones R1 y R2,

Asi:

R1 (A,D)

PRIMARAY KEY(A)

R2 (A,B,C)

PRIMARY KEY(A,B)

FOREIGN KEY (A) REFERECES R1

Tercera forma normal.

Una relación está en tercera forma normal (3FN) si para toda DF:

X  Y, X es una clave. Si una relación está en tercera forma normal, está también en segunda forma normal. Lo inverso no es cierto.

Una relación está en 3FN si y solo si los atributos no clave (si los hay) son:

a) Mutuamente independiente.

b) Dependientes por completo de la clave primaria.

Una relación está en 3FN si y solo si, en todo momento, cada tupla está formada por valor de clave primaria que identifica a alguna entidad, junto con un conjunto de cero o mas atributos independientes entre sí, los cuales describen de alguna manera a esa entidad.

- .

•

-

ID _TRABAJA TARIFA_HR OFICIO PRIMA

- .f.-; ,

DOR

1235 12.50 Electricista 3.50

1412 13.75 Fontanero 3.00

1311 15.50 Electricista 3.50

,"

DF: ID_ TRABAJAbOR  OFICIO

DF:ID_ TRABAJADORPRIMA .

Son dependencias funcionales y ID_ TRABAJADOR es una clave.

Sin embargo DF:OFICIOPRIMA

es también una dependencia funcional y OFICIO no es clave, por

lo que falla el criterío'de 3FN.

Si la relación no está. en 3FN se' pueden presentar los siguientes problemas:

1. La prima para cada tipo de Oficio se repite en las filas de cada

empleado que tiene el mismo tipo de oficio.

2. Si la prima para el tipo de oficio cambia, tales filas deben ser

actualizadas. Si una fila es borrada se puede perder el dato de

la prima para un tipo de oficio.

3. Si hay actualmente empleados no permanentes para un tipo de

oficio dado, puede no haber filas en las cuales guardar la prima

del tipo de oficio.

La descomposición para convertir una relación a 3f'N sigue el

mismo proceso que para la 2FN.

Forme una relación (R1) moviendo de la relación los atributos de

la parte derecha de cualquier DF que haga fallar el criterio de 3FN.

En este ejemplo, el atributo que hace fallar es PRIMA. Forme una

nueva relación compuesta de los atributos de la parte derecha y

de la .parte izquierda de la DF que hace fallar la 3FN. El determinante de la DF es OFICIO y por lo tanto es la clave de Ia nueva relación R2.

R1: (iD_ TRABAJADOR, TARIFA_HR, OFICIO),

Clave externa: OFICIO REFERENCIA A R2

Y R2: (OFICIO, PRIMA)

Si se verifica que cada determinante en cada relación es una

clave de esa relación (el criterio de 3FN), entonces todas las

...