Студент

(Код студента, Фамилия, Название факультета, Название специальности).

Эта схема отношений обусловливает следующие недостатки соответствующей БД:

· Дублирование информации (избыточность). У студентов, обучающихся на одном факультете, будет повторяться название факультета. Для разных факультетов будут повторяться специальности.

· Потенциальная противоречивость (аномалии обновления). Если, например, изменится название специальности, то изменяя её в одном кортеже (у одного студента), необходимо изменять и во всех других кортежах, где она присутствует.

· Потенциальная возможность потери сведений (аномалии удаления). При удалении информации обо всех студентах, поступающих на опре­деленную специальность, мы теряем все сведения об этой специальности.

· Потенциальная возможность невключения информации в БД (аномалии включения). В БД будут отсутствовать сведения о специальности, если на ней нет обучающихся студентов.

В теории реляционных БД существует формальный метод построения реляционной модели БД, в которой отсутствует избыточность и аномалии обновления, удаления и включения. Это метод называется НОРМАЛИЗАЦИЯ.

Понятие функциональной зависимости является фундаментальным в теории нормализации реляционных БД. Функциональные зави­симости определяют устойчивые отношения между объектами и их свойствами в рассматриваемой предметной области. Именно поэтому процесс поддержки функциональных зависимостей, характерных для данной предметной области, является базовым для процесса проектирования.

Процесс проектирования с использованием нормализации представляет собой процесс последовательной декомпозиции схем отношений, при этом каждая по следующая итерация соответствует нормальной форме более высокого уровня и обладает лучшими свойствами по сравнению с предыдущей.

Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор огра­ничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если удовле­творяет свойственному ей набору ограничений.

В теории реляционных БД обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

• первая нормальная форма (1NF);
• вторая нормальная форма (2NF);
• третья нормальная форма (3NF);
• нормальная форма Бойса—Кодда (BCNF);
• четвертая нормальная форма (4NF);
• пятая нормальная форма, пли форма проекции-соединения (5NF или PJNF).

Основные свойства нормальных форм:

• каждая следующая нормальная форма в некотором смысле улучшает свойст­ва предыдущей;
• при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нор­мальных форм сохраняются.

В основе классического процесса проектирования лежит последовательность переходов от предыдущей нормальной формы к последующей. Однако в процессе декомпозиции мы сталкиваемся с проблемой обратимости, то есть возможно­сти восстановления исходной схемы. Таким образом, декомпозиция должна со­хранять эквивалентность схем БД при замене одной схемы на другую.

Приведем ряд основных определений.