Четверта нормальна форма

Матеріал з Фізмат Вікіпедії
Перейти до: навігація, пошук

Четверта нормальна форма (4NF) - одна з можливих нормальних форм відношення реляційної бази даних.Відношення знаходиться в 4NF якщо воно знаходиться в BCNF і в ньому відсутні багатозначні залежності, які не є функціональними залежностями.

Форма.jpg

Характеристика

Четверта нормальна форма стосується відношень, в яких є повторювані набори даних. Декомпозиція, заснована на функціональних залежностях, не призводить до виключення такої надмірності. У цьому випадку використовують декомпозицію, засновану на багатозначних залежностях.
Багатозначна залежність є узагальненням функціональної залежності і розглядає відповідності між множинами значень атрибутів.
Приведення відношення до 4NF дозволяє виключити тип аномалій оновлення. Для приведення відношення з BCNF до 4NF слід виконати проекції вихідного відношення на пари атрибутів, створюючих багатозначні залежності. Четверта нормальна форма (4NF) є окремим випадком 5НФ, коли повна декомпозиція повинна бути з'єднанням рівно двох проекцій. Досить не просто підібрати реальну таблицю, яка перебувала б у 4NF, але не була б у 5НФ.
Дана Нормальна форма має більший інтерес для теоретичних досліджень, ніж для практики проектування баз даних.


Приклад

В якості прикладу розглянемо відношення ВИКЛАДАЧ (ІМ'Я, КУРС, НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ), що зберігає відомості про курси, що читаються викладачем, і написаних ним підручниках. Нехай професор N читає курси "Теорія пружності" і "Теорія коливань" і має відповідні навчальні посібники, а професор K читає курс "Теорія удару" і є автором підручників "Теорія удару" і "Теоретична механіка". Тоді наше ставлення буде мати вигляд:

ІМ'Я | КУРС | НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ|

N | Теорія пружності | Теорія пружності |
N | Теорія коливань | Теорія пружності |
N | Теорія пружності | Теорія коливань |
N | Теорія коливань | Теорія коливань |
K | Теорія удару | Теорія удару |
K | Теорія удару | Теоретична механіка |

додаємо:

K | Теорія пружності | Теорія удару |
K | Теорія пружності | Теоретична механіка |


Це ставлення має значну надмірність і його використання призводить до виникнення аномалії оновлення. Наприклад, додавання інформації про те, що професор K буде також читати лекції з курсу "Теорія пружності" призводить до необхідності додати два кортежу (по одному для кожного написаного ним підручника) замість одного. Тим не менш, ставлення ВИКЛАДАЧ знаходиться в NFBC (ключовий атрибут - ІМ'Я).

Зауважимо, що зазначені аномалії зникають при заміні відносини ВИКЛАДАЧ його проекціями:

ІМ'Я | КУРС | | ІМ'Я | НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ |
N | Теорія пружності | | N | Теорія пружності |
N | Теорія коливань | | N | Теорія коливань |
K | Теорія удару | | K | Теоретична механіка |
K | Теорія пружності | | K | Теорія удару |


Аномалія поновлення виникає в даному випадку тому, що стосовно ВИКЛАДАЧ є:

1. залежність безлічі значень атрибуту КУРС від безлічі значень атрибуту ІМ'Я
2. залежність безлічі значень атрибуту НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ від безлічі значень атрибуту ІМ'Я.

Такі залежності і називаються багатозначними і позначаються як
ІМ'Я ->> КУРС ІМ'Я ->> НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ

Неважко показати, що багатозначні залежності завжди утворюють пов'язані пари, тому їх часто позначають
ІМ'Я ->> КУРС | НАВЧАЛЬНІ ЗАСОБИ

Очевидно, що кожна функціональна залежність є багатозначною, але не кожна багатозначна залежність є функціональною.


Джерела інформації

Теорыя нормальних форм
Лекція:Нормалізація
Четверта нормальна форма
Нормальна форма
6 нормальних форм


Корисні посилання

Відношення. Види відношень
Нормалізація баз даних
Нормальна форма