INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE NORMALIZAÇÃO

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE NORMALIZAÇÃO Docente: Éberton da Silva Marinho ebertonsm@gmail.com 25/10/2017

2 2 PROJETO DE BANCO DE DADOS: NORMALIZAÇÃO 1FN, 2FN, 3FN

3 SUMÁRIO Introdução a Sistemas de Banco de Dados (BD) Problemas que BD se destinam a solucionar Redundância de informações e anomalias de atualização Problema de campos de valores nulos Geração de tuplas ilegítimas Normalização 1FN 2FN 3FN Resumo das três FNs 3

4 INTRODUÇÃO Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Redundância e inconsistência dos dados Isolamento e integridade dos Dados Atomicidade Acesso concorrente Segurança dos dados Projeto de um Banco de Dados Projeto Conceitual Projeto Lógico Projeto Físico 4

5 PROBLEMAS Informações Redundantes Anomalias de Atualização Anomalias de inserção Anomalias de exclusão Anomalias de atualização 5

6 DEPARTAMENTO DE UMA EMPRESA codempr egado NomeEmp regado DataNasci mento Endereco 1 John Smith 09/01/ Fondren, Houston, TX 2 Narayan Ramesh 3 Joyce English 4 Franklin Wong 5 Alicia Zelaya 15/09/ FireOak, Humble, TX 31/07/ Rice, Houston, TX 08/12/ Voss, Houston, TX 19/07/ Castle, Spring, TX coddepar tamento nomedepar tamento 5 Pesquisa 4 5 Pesquisa 4 5 Pesquisa 4 5 Pesquisa 4 4 Administraç ão codger ente 5 6

7 PROJETOS EM UMA EMPRESA codempre gado codprojeto horas nomeprojeto nomeempregado localizacao ,5 ProdutoX John Smith Bellaire 1 2 7,5 ProdutoY John Smith Sugarland ,0 ProdutoZ Narayan Ramesh Houston ,0 ProdutoX Joyce English Bellaire ,0 ProdutoY Joyce English Sugarland ,0 ProdutoY Franklin Wong Sugarland ,0 ProdutoZ Franklin Wong Houston ,0 Automação Franklin Wong Stafford ,0 Reorganização Franklin Wong Houston ,0 Novos Benefícios Franklin Wong Stafford ,0 Automação Alicia Zelaya Stafford ,0 Automação Alicia Zelaya Stafford 7

8 NORMALIZAÇÃO Teoria formal que auxilia no projeto de um Banco de dados Relacional. Objetivos: Organizar os dados de modo que eles possam ser representados em tabelas, onde cada atributo seja atômico Garantir que os itens de dados estejam associados com as chaves corretas, minimizando a redundância dos dados. Permite recuperar informações mais facilmente 8

9 NORMALIZAÇÃO A teoria da normalização está baseada em torno dos conceitos de formas normais. Uma relação é dita estar em determinada forma normal se ela satisfizer a um conjunto específico de restrições. Foram propostas diversas Formas Normais: 1FN, 2FN, 3FN, FNBC, 4FN e 5FN. 9

10 DEPENDÊNCIA FUNCIONAL Dependência Funcional "Um atributo B é funcionalmente dependente de um outro atributo A, se para qualquer valor de A há um único valor de B associado". A -> B Se B é funcionalmente dependente de A então A identifica B. Exemplo: Cod_Empregado -> Nome Cod_Projeto -> {Nome_Projeto, Localizacao} {Cod_Empregado, CodProjeto} -> horas 10

11 REGRAS DE INFERÊNCIA Dependências Funcionais Cod_empregado -> Nome Cod_Projeto -> {Nome_Projeto, Localizacao} {Cod_empregado, Cod_Projeto} -> Horas 11

12 ALGUMAS DEFINIÇÕES Superchave: conjunto de atributos que garante que não há duas tuplas com a mesma valoração de superchaves Chave Primária: Chave designada para ser a principal Atributo Primário: Se for membro de uma chave candidata Atributo não Primário: Se não for membro de chave nenhuma chave candidata 12

13 PRIMEIRA FORMA NORMAL É o primeiro passo do processo de normalização Elimina os atributos multivalorados, permitindo apenas atributos atômicos. Um registro armazena informações sobre vários projetos diferentes nos quais um determinado empregado já trabalhou. Se colocarmos estas informações numa tabela estaremos normalizando na 1FN. 13

14 PRIMEIRA FORMA NORMAL Atributos multivalorados Separa-se o atributo multivalorado em uma tabela A chave primária da tabela criada é a composição da chave primária da tabela principal com o atributo que antes era multivalorado Cria-se uma chave estrangeira que liga a chave primária da tabela principal a correspondente na tabela criada 14

15 PRIMEIRA FORMA NORMAL coddeparta mento nomedeparta mento codgerente Localizacao 4 Pesquisa 5 Bellaire 4 Pesquisa 5 Sugarland 4 Pesquisa 5 Houston 5 Administracao 4 Stafford coddepar tamento nomedepar tamento 4 Pesquisa 5 5 Administrac ao codgere nte 4 coddepart amento Localizacao 4 Bellaire 4 Sugarland 4 Houston 5 Stafford 15

16 PRIMEIRA FORMA NORMAL Atributos compostos Apenas associa os componentes do atributo composto a composição 16

17 SEGUNDA FORMA NORMAL Dependência Funcional Total "Um atributo é considerado dependente funcional total de uma outro conjunto de atributos, quando é funcionalmente dependente do conjunto inteiro, mas não de qualquer subconjunto do primeiro". Y é dependente funcional total de X se para qualquer atributo pertencente a X, retirando tal atributo de X, a dependência funcional desapareça Uma relação está em 2FN se, e somente se, ela estiver em 1FN e todos os atributos não-chave forem totalmente dependentes da chave. 17

18 SEGUNDA FORMA NORMAL Para cada uma das dependências parciais é criada uma tabela e agrupada nela os atributos a ela associados 18

19 SEGUNDA FORMA NORMAL codemp regado codprojeto horas nomep rojeto localizacao nomeemp regado {codempregado, codprojeto} -> horas codempregado -> Nome_projeto codprojeto -> localizacao 19

20 SEGUNDA FORMA NORMAL codempr egado codprojeto horas nomep rojeto nomeemp regado localizacao codpro jeto NomeP rojeto localiz acao codemp regado codpr ojeto horas codempr egado nomeem pregado 20

21 TERCEIRA FORMA NORMAL Envolve o conceito de dependência transitiva. Suponha que tenhamos uma tabela com colunas A, B e C. Se a coluna C é funcionalmente dependente de B e B é funcionalmente dependente de A, então C é funcionalmente dependente de A. Portanto, C é dependente transitivo de A. A dependência transitiva existe se dependências funcionais NÃO forem verdadeiras na direção oposta. 21

22 TERCEIRA FORMA NORMAL Uma relação está na 3FN se, e somente se, estiver em 2FN e todos os atributos não-chave forem dependentes não-transitivos da chave primária. Ou seja, se todas as colunas da tabela são funcionalmente dependentes da chave inteira e nada além da chave. A 3FN elimina as características mais potencialmente indesejáveis dos dados que estão em 2FN ou 1FN. 22

23 TERCEIRA FORMA NORMAL codemp regado nomee mprega do datanas cimento ender eco coddep artame nto nomede partame nto codgerente {codempregado} -> nomeempregado, datanascimento, endereco, coddepartamento coddepartamento -> nomedepartamento, nomedepartamento, codgerente 23

24 TERCEIRA FORMA NORMAL Para cada dependência transitiva cria-se uma tabela com os atributos relacionados eliminando dependências transitivas A transitividade deve acontecer através de chaves estrangeiras 24

25 TERCEIRA FORMA NORMAL codemp regado NomeE mprega do datanas cimento ender eco coddeparta mento nomed eparta mento codger ente codempre gado nomeemp regado datanas cimento Endereco coddepar tamento coddeparta mento nomedepar tamento codgerente 25

26 RESUMO DAS FNS Teste 1FN 2FN 3FN A relação não deve conter os atributos não atômicos ou as relações aninhadas Para as relações que possuam chaves primárias com vários atributos, nenhum atributo externo à chave deve ser funcionalmente dependente de parte da chave primária Não deve haver dependência transitiva entre um atributo não-chave e uma chave primária. Ações de normalização Formar uma nova relação para cada atributo não atômico ou para cada relação aninhada Decompor e montar uma nova relação para cada chave parcial com seu(s) atributo(s) dependentes.. Assegurar-se de que manteve a relação com a chave primária original e com todos os atributos que possuam dependência funcional total com ela Decompor e montar u ma relação que contenha o(s) atributos nãochave que determina(m) funcionalmente o(s) outro(s) atributo(s) 26

27 DÚVIDAS

28 EXERCÍCIOS 28

29 REFERÊNCIAS ELMASRI R, NAVATHE SB. Fundamentals of database systems. 2nd edition. The Benjamim/ Cummings, KORTH, Henry F., SILBERSCHATZ, Abraham. Sistema de bancos de dados. 3. ed. São Paulo : Makron, DATE, C. J. Introdução a sistemas de bancos de dados. Rio de Janeiro : Campus,1989. SETZER, V. W. Banco de dados. 3.ed. São Paulo : Revista Edgard Blucher, DATE, C. J. Bancos de dados: tópicos avançados. Rio de Janeiro : Campus,