BASES DE DATOS Normalización
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BASES DE DATOS Normalización Ing. Lucila Patricia Arellano Mendoza 2021
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BASES DE DATOSNormalización
Ing. Lucila Patricia Arellano Mendoza
2021
Peligros en el diseño de la BD
Repetición de información.
Dificultad para representar la información.
Pérdida de información
Gran cantidad de redundancia
Anomalías de modificación
Anomalías de inserción
Anomalías de borrado
AUTOR NACIONALIDAD CODLIBRO TITULO EDITORIAL AÑO
DATE NORTEAM 98987 DATABASES ADDISON W 1990
DATE NORTEAM 97777 SQL STANDARD ADDISON W 1986
DATE NORTEAM 98988 A GUIDE TO
INGRES
ADDISON W 1988
CODD NORTEAM 78900 RELATIONAL
MODEL
ADDISON W 1990
GARDARIN FRANCESA 12345 BASES DE DATOS PARANINFO 1986
GARDARIN FRANCESA 67890 COMPARACION
BD
EYROLLES 1984
VALDURIEZ FRANCESA 67890 COMPARACION
BD
EYROLLES 1984
KIM NORTEAM 11223 OO DATABASES ACM PRESS 1989
LOCHOVSKY CANADIENSE 11223 OO DATABASES ACM PRESS 1989
Ejemplo: Relación ESCRIBE
Su objetivo es eliminar los comportamientosanormales de las relaciones durante lasactualizaciones. Permite eliminar datosredundantes, protegerlos y facilita lacomprensión de las relaciones semánticasentre los datos.
Consiste en obtener esquemas relacionalesque cumplan unas determinadas condicionesy se centra en las formas normales.
Se dice que un esquema esta en determinadaforma normal si satisface un conjuntodeterminado de restricciones.
Conjunto de restricciones sobre tablas queevitan problemas de redundancia y anomalíasde modificación, inserción y borrado de datos
1FN 2FN Codd 1970 3FN
FNBC Boyce - Codd 1974
4FN Fagin 1977
5FN Fagin 1979
La teoría de la normalización se basa enciertas restricciones definidas sobre losatributos de una relación conocidas comodependencias.
Tipos de dependencias:
Dependencias funcionales
2FN, 3FN y FNBC
Dependencias multivaluadas
4FN
Una dependencia funcional es una restricciónentre dos conjuntos de atributos de la basede datos.
Dada una relación R el atributo y(R) dependefuncionalmente del atributo x(R) sí y sólo síun sólo valor de y(R) está asociado a cadavalor de x(R) en cualquier momento dado. Losatributos x e y pueden ser compuestos, esdecir, que puede ser más de un atributo.
R. x → R. y
x determina funcionalmente a y ó y dependefuncionalmente de x.
Dependencia funcional total o completa
Si x es compuesto, se dice que y tiene unadependencia funcional completa de x sidepende funcionalmente de x pero nodepende de ningún subconjunto del mismo.
numCte,numArt → cantidadnumCte → cantidadnumArt → cantidad
Dependencia funcional trivial
Una dependencia funcional x → y se dice que es trivial si y es un subconjunto de x
artículo,revista → revista
Dependencias equivalentes
Dos atributos x e y son equivalentes si:
x →y
y →x
lo que se representa por x↔y
estado ↔ codigoPostal
Dependencia funcional transitiva
Sea el esquema de relación R(x,y,z), en el que existen las siguientes dependencias funcionales.
x →y, y →z, x →zse dice que z tiene una dependenciafuncional transitiva respecto a x a través de y.
isbn → editorialeditorial → paísisbn → país
Dependencia funcional elemental
X → Y es elemental si Y es un atributounitario, y la dependencia funcional escompleta y no trivial.
Nota: Sólo las dependencias elementales son
útiles para la normalización
Para estudiar el grado de normalización de una relación R se parte de:
Conjunto de las dependencias funcionales elementales que aparecen en R
Conjunto de todas las claves candidatas.
Para representar y trabajar con dependencias funcionales podemos hacerlo utilizando el Diagrama de Dependencias Funcionales.
NUMPARTE NOMBRE COLOR PESO CIUDAD
1 Tuerca Rojo 12 Londres
2 Perno Verde 17 París
3 Birlo Azul 17 Roma
4 Birlo Rojo 14 Londres
5 Leva Azul 12 París
6 Engrane Rojo 19 Londres
Ejemplo
Una relación está en 1ª FN si y sólo sí todoslos dominios simples subyacentes contienensólo valores atómicos, es decir no se tienenatributos multivaluados.
Nota: Por la propia definición del modelo dedatos relacional, NO se admiten atributosmultivaluados. En consecuencia, TODAS lasrelaciones que aparecen en el modelo dedatos relacional están en 1FN.
NUMTRABAJADOR NOMBRE TIPOOFICIO NUMEDIFICIO
1235 Fernando Electricista 12,14,50
1412 Luis Plomero 14,35
1311 Guillermo Electricista 18,15,35
R0
Los datos de los atributos deben ser atómicos.
La tabla debe de contener una clave primaria única.
La clave primaria no debe de contener atributos nulos.
En la tabla no debe existir variación en el número de columnas.
Los campos no clave deben identificarse por la clave primaria (Dependencia Funcional).
Debe existir una independencia del orden tanto de las filas como de las columnas.
NUMTRABAJADOR NOMBRE TIPOOFICIO NUMEDIFICIO
1235 Fernando Electricista 12
1235 Fernando Electricista 14
1235 Fernando Electricista 50
1412 Luis Plomero 14
1412 Luis Plomero 35
1311 Guillermo Electricista 18
1311 Guillermo Electricista 15
1311 Guillermo Electricista 35
1ª Forma NormalR1
Una relación está en 2ª forma normal sí ysólo sí está en 1ª FN y todos los atributos noclave dependen por completo de la llaveprimaria.
numTrabajador nombre fechaRealización numEdificio
1235 Fernando 10/10/11 31
1412 Luis 10/10/11 51
1235 Fernando 17/10/11 31
1412 Luis 8/12/10 46
1412 Luis 5/10/11 43
R0
numTrabajador nombre
1235 Fernando
1412 Luis
numTrabajador fechaRealización numEdificio
1235 10/10/11 31
1412 10/10/11 51
1235 17/10/11 31
1412 8/12/10 46
1412 5/10/11 43
2ª FORMA NORMAL
R1
R2
Una relación está en 3ª FN sí y sólo sí está en 2ª FN y todos los atributos no clave dependen en forma no transitiva de la llave primaria.
numTrabajador tipoOficio salario
1239 Electricista 3500
1412 Plomero 3000
1311 Electricista 3500
1517 Plomero 3000
1485 Carpintero 3500
R0
numTrabajador tipoOficio
1239 Electricista
1412 Plomero
1311 Electricista
1517 Plomero
1485 Carpintero
tipoOficio salario
Electricista 3500
Plomero 3000
Carpintero 3500
R1
R2
3ª FORMA NORMAL
Ejemplos de Normalización
clvAlumno clvTutor clvDepto clvOficina clase
12 T1 5 2 dibujo
12 T1 5 2 física
12 T1 5 2 química
15 T2 5 4 física
15 T2 5 4 español
15 T2 5 4 dibujo
23 T3 2 6 ética
23 T3 2 6 física
23 T3 2 6 química
34 T1 5 2 ética
34 T1 5 2 español
34 T1 5 2 dibujo
clvAlumno clvTutor clvDepto clvOficina codClase clase
12 T1 5 2 1 dibujo
12 T1 5 2 2 Física
12 T1 5 2 3 química
15 T2 5 4 2 física
15 T2 5 4 4 español
15 T2 5 4 1 dibujo
23 T3 2 6 5 ética
23 T3 2 6 2 física
23 T3 2 6 3 química
34 T1 5 2 5 ética
34 T1 5 2 4 español
34 T1 5 2 1 dibujo
clvAlumno codClase
12 1
12 2
12 3
15 2
15 4
15 1
23 5
23 2
23 3
34 5
34 4
34 1
clvAlumno clvTutor
12 T1
15 T2
23 T3
34 T1
clvTutor clvDepto clvOficina
T1 5 2
T2 5 4
T3 2 6
codClase clase
1 dibujo
2 física
3 química
4 español
5 ética
codAlum nomAlum codCurso curso
1 Marcos 1 Inglés
2 Luis 2 Contabilidad
2 Luis 3 Informática
3 Marta 1 Inglés
3 Marta 2 Contabilidad
codEmp codDepto nombreEmp departamento antigüedad
1 6 Juan Contabilidad 6
2 3 Pedro Sistemas 3
3 2 Sonia Finanzas 1
4 3 Verónica Sistemas 10
2 6 Pedro Contabilidad 5
codEstud estudiante codCurso curso aula
1 Marcos C1 Informática A
2 Luis C2 Inglés B
3 Marta C3 Contablidad C
4 Sonia C2 Inglés B
numCte calleCte cdCte estadoCte contacto telCon
01 c1 Cd1 Edo2 Luis 53124814
02 c3 Cd2 Edo1 Rosa 58746841
05 c2 Cd1 Edo2 Juan 54871256
03 c4 Cd3 Edo1 Luis 53124814
04 c1 Cd2 Edo1 Juan 54871256
numFac numCte numArt precioArt cantidad numVend dirCte
1 2 12 30 2 2 D1
1 2 23 40 1 2 D1
1 2 34 25 3 2 D1
2 1 23 40 1 3 D3
2 1 45 35 1 3 D3
Se utiliza cuando se cumple lo siguiente:
Hay varias llaves candidatas
Esas llaves son compuestas
Las llaves candidatas se traslapan
Una relación está en forma normal BoyceCood sí y sólo sí, todo determinante es unallave candidato.
Determinante: Es un atributo del cualdepende funcionalmente por completo otroatributo.
claveAlum especialidad codAsesor
100 Matemáticas A1
150 Psicología A2
200 Matemáticas A3
250 Matemáticas A1
300 Psicología A4
300 Matemáticas A3
Una relación está en 4ª forma normal sí y sólo sí está en forma normal Boyce Cood y no contiene dependencias multivaluadas.
Para una relación R con los atributos A, B y C ladependencia multivaluada R(A)→→B se cumpleen R sí y sólo sí el conjunto de valores en Bcorresponde a un par dado en R (valor de Avalor de C) y depende sólo del valor de A y esindependiente del valor de C.
clavePizzería nombre variedad claveEnvio zona
14 Domino’s Corteza gruesa Z1 Sur
14 Domino’s Corteza fina Z2 Norte
14 Domino’s Corteza rellena Z3 Oriente
14 Domino’s Corteza fina Z1 Sur
25 Hut Corteza fina Z1 Sur
25 Hut Corteza rellena Z3 Oriente
19 Little Caesars Corteza fina Z1 Sur
19 Little Caesars Corteza fina Z3 Oriente
19 Little Caesars Corteza gruesa Z2 Norte
conductor camión tipoCarga descCarga
Juan Tolva 1 Perecederos
Marcos Rabón 1 Perecederos
Juan Rabón 2 Muebles
Marcos Tolva 2 Muebles
Juan Tortón 3 Mudanza
Marcos Tortón 3 Mudanza
cveTienda cveArt nomArticulo zonaEnvío Zona
15 Art1 Camisa Polo Z1 Sur
12 Art1 Camisa Polo Z1 Sur
10 Art2 Jeans Hombre Z3 Este
15 Art2 Jeans Hombre Z2 Norte
12 Art3 Chamarra Piel Z3 Este
10 Art3 Chamarra Piel Z2 Norte
cveCte nomCte dirEnvio Telefono correo
12 Juan Puebla 56233714 [email protected]
15 Pedro Oaxaca 57142312 [email protected]
10 César Querétaro 58171119 [email protected]
15 Pedro Oaxaca 54291423 [email protected]
12 Juan Puebla 56220711 [email protected]
10 César Querétaro 58111924 [email protected]
NumAvion Tipo
Avión
Num
Piloto
Nombre
Piloto
Teléfono
Piloto
Num
Vuelo
Fecha
Salida
Origen Destino
15 7 312 Juan 56220711 512 10/02/06 México Canadá
12 8 133 David 57142312 512 25/02/06 Canadá España
10 5 215 César 58171119 310 10/02/06 México Canadá
15 7 133 David 57142312 311 25/02/06 España Francia
12 8 312 Juan 56220711 415 17/10/06 México Francia
10 5 215 César 58171119 311 14/10/06 Canadá México
Las reglas de normalización no consideran el rendimiento.
En algunos casos es necesario considerar la desnormalización para mejorar el rendimiento.
La desnormalización es la duplicación intencionada de columnas en varias tablas, lo cual aumenta la redundancia de datos.
