26/03/2012. É uma restrição entre dois conjuntos de atributos do banco de dados. Definição formal: Significa que: Exemplos

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1 É uma restrição entre dois conjuntos de atributos do banco de dados. Normalização Definição formal: Uma dependência funcional é denotada por X Y entre dois conjuntos distintos de atributos X e Y, que são subconjuntos de R, especificam uma restrição nas possíveis tuplas que formem um estado da relação r de R. A restrição é que, para quaisquer duas tuplas, t1 e t2 em r que tenham t1[x] = t2[x], elas também tem de ter t1[y] = t2[y] Significa que: Valores do componente Y de uma tupla em r (relação, tabela) dependem dos, ou são determinados por, valores do componente X. Os valores do componente X da tupla determinam exclusivamente (ou funcionalmente) os valores do componente Y. 3 4 X Y, diz-se que há dependência funcional de X para Y ou que Y é funcionalmente dependente de X. A DF é uma propriedade semântica, ou seja, do significado dos dados. Não é uma propriedade que pode ser posta à prova automática. Exemplos CPF nome_contribuinte {RG, org_exp} nome_cidadao CEP logradouro 5 6 1

2 Objetivo: modificar o conjunto de tabelas obtido, por transformação do modelo conceptual, num outro conjunto de tabelas equivalente menos redundante e mais estável. O que é Avaliação de um esquema de relações segundo algumas normas (formas normais). Caso seja necessário, há a decomposição de relações. Quem propôs Ted Codd (década de 70) Definiu três formas normais: primeira (1FN), segunda (2FN) e terceira (3FN) 7 8 Houve uma definição mais forte para a 3FN, chamada de Forma Normal de Boyce-Codd ou BCNF. Todas se baseam nas dependências funcionais entre atributos de uma relação. Depois uma quarta (4FN) e uma quinta (5FN) foram propostas, baseadas nos conceitos de dependência multivalorada e de junção, respectivamente. Analisa esquemas de relação para alcançar propriedades desejadas: Minimização da redundância Minimização de anomalias de inserção, exclusão e atualização Na prática, garante projeto de BD de alta qualidade Embora existam várias formas normais de alto grau, como a 4FN e a 5FN, elas já não são tão úteis, além de difíceis de aplicar. Ponto importante: nem todo projeto de BD precisa ser normalizado até a última forma normal Pode-se optar por normalizar até a 2FN por questão de desempenho. Duas definições importantes: Superchave: qualquer conjunto de atributos de uma relação que contenham a chave primária. Atributo primário:atributo membro de alguma chave candidata da relação

3 Tabelas com grupos repetidos 1ª FN 2ª FN Remover os grupos repetidos Remover as dependências parciais Remover dependências transitivas Objetivo: Eliminar redundâncias A 1FN impede que haja atributos com valores não atômicos (indivisíveis). Impede portanto a criação de atributos multivalorados. Uma tabela/relação encontra-se na 1FN se todos os seus atributos são elementares (atributos atômicos). 3ª FN Codigo Nome_titular Dependentes 01 João {Maria, Rita, Pedro} 02 Joana {Pedro, Marcos} 03 Afonso Renata Exemplo de Tabela fora da 1FN O atributo Dependentes é multivalorado, aceita mais de um valor, não é atômico. Três técnicas para normalizar 1. Remover o atributo que viola a 1FN e colocá-lo numa relação separada ao lado da chave primária da relação de origem. A relação fica decomposta em duas relações. Codigo Nome 01 João 02 Joana 03 Afonso Codigo 01 Maria 01 Rita 01 Pedro 02 Pedro Dependente 02 Marcos 03 Renata Ampliar a chave, de forma a separar as tuplas da relação original. A nova chave seria composta pela chave original mais o atributo não atômico. Desvantagem: introduz a redundância na relação. Codigo Nome Dependente 01 João Maria 01 João Rita 01 João Pedro 02 Joana Pedro 02 Joana Marcos 03 Afonso Renata 3. Se um número máximo de valores pode ser estabelecido para o atributo, substitui o atributo não atômico pelos n atributos atômicos. Desvantagem: introduz muitos valores null. Codigo Nome Dependente1 Dependente2 Dependente3 01 João Maria Rita Pedro 02 Joana Pedro Marcos null 03 Afonso Renata null null

4 Normalize (1FN) a seguinte relação: Estudante(num_estudante, nome_estudante; curso; num_disciplinas; nome disciplinas; cod_professor; nome_professor; grau_professor; nota) É baseada no conceito de dependência funcional Uma dependência funcional X Y será uma dependência funcional total se a remoção de qualquer atributo A de X implicar que a dependência não mais será assegurada Um relação está na segunda forma normal se todo atributo não primário de A em R tem dependência funcional total da chave primária de R. Contraexemplo: Matricula Num_Proj Horas_Proj Nome_Func No exemplo apresentado, a dependência funcional {matricula,num_proj} nome_func não é total, pois se retirar o atributo num_proj, a dependência se mantém. matricula nome_func Técnica para normalizar Decompor a relação e montar uma nova relação para cada chave parcial com seus atributos dependentes. Normalize (2FN) a mesma relação anterior: Estudante(num_estudante, nome_estudante; curso; num_disciplinas; nome disciplinas; cod_professor; nome_professor; grau_professor; nota)

5 A 3FN está baseada no conceito de dependência transitiva Uma dependência funcional X Y será uma dependência transitiva se existir um conjunto de atributos Z que não é nem uma chave candidata nem um subconjunto da chave de R e ambas X Z e Z Y forem asseguradas. Uma relação está na 3FN se não existir nenhum atributo não pertencente à chave primária que dependa funcionalmente de um outro atributo que também não pertence à chave primária da relação. Contraexemplo: Matricula Nome Dt_admissao Dia_admissa o Técnica para normalizar Para normalizar segundo a 3FN, o projetista deve decompor e montar uma relação que contenha os atributos não-chave que determinam funcionalmente o(s) outro(s) atributo(s). Considere a seguinte tabela destinada a armazenar informação sobre jogos de futebol e árbitros: JOGO (idjogo, estádio, nome_arbitro, categoria_arbitro). A tabela encontra-se na 3FN? Como a normalizaríamos? A BCFN é um aperfeiçoamento da 3FN, destinada a lidar com situações em que se verifique a existência de mais do que uma chave candidata e que duas chaves candidatas possuam elementos comuns. Uma relação está na BCFN quando todos os atributos estão dependentes da chave, de toda a chave e de nada mais do que a chave. (paciente, serviço) médico R(paciente, serviço, médico) (um doente, num determinado serviço hospitalar é sempre observado pelo mesmo médico, donde um médico só pertence a um e um só serviço) R1 (paciente,médico) R2 (médico, serviço) Mas esta solução permite ter um paciente com 2 médicos do mesmo serviço Tratamento a nível aplicacional, mantendo a relação R e R2 (criando redundância)

6 Imaginemos que temos a relação R(CodAluno, CodDisciplina, Professor) na 3FN, onde os alunos frequentam várias disciplinas. Cada professor só lecciona uma disciplina, mas uma disciplina pode ser leccionada por vários professores. Portanto, podemos verificar a seguinte dependência funcional (CodAluno, CodDisciplina) Professor. No entanto, existem duas chaves candidatas compostas, (CodAluno, CodDisciplina) e (CodAluno, Professor) e o atributo Professor não é chave candidata mas determina o CodDisciplina (Professor CodDisciplina), pois um professor só lecciona uma disciplina. É definida pela dependência multivalorada que são consequências da 1FN. Dependência multivalorada: mais de um atributo essencialmente multivalorado que dependem exclusivamente da chave primária e que não tem nenhuma relação entre si Um relação está na 4FN se, para cada dependência multivalorada não trivial X Y, X for uma superchave de R. Contraexemplo: Empregado (Nome, Projeto, Dependente) Normalizada: EmpProj (Nome, Projeto) e EmpDep (Nome, Dependente) É definida pela dependência de junção Restrição semântica muito particular Muito difícil de ser detectada na prática Normalização na 5FN é raramente utilizada Contraexemplo: suponhamos que haja a restrição do tipo: toda vez que um fornecedor F fornecer a peça P, e um projeto J usar a peça P, e o fornecedor F fornecer pelo menos uma peça ao projeto J, então o fornecedor F também estará fornecendo a peça P para o projeto J. FORNECE(FNOME,NOMEPECA,PNOME) 1FN 2FN 3FN BCFN 4FN 5FN relações - redundância

7 Bibliografia básica ELMASRI, R., NAVATHE, S.B. Sistemas de Banco de Dados. 4ª Ed. São Paulo: Pearson Makron Books, Faça a Lista de Exercícios