Adatbázis rendszerek I Adatstrukúra helyessége (normalizálás) Általános Informatikai Tsz. Dr. Kovács László

Adatstruktúra helyessége A tervezés számos hibalehetőséget rejt magában Hibaforrások: nem megfelelő relációkat hozunk létre nem megfelelő mezőket alkotunk meg nem megfelelő a mezők elnevezése nem a megfelelő mezők kerülnek egy relációba nem megfelelő a relációk kapcsolatának megvalósítása nem megfelelő a mezők adattípusa nem megfelelő a megadott integritási feltétel rendszer KL

nyilt logikai átfedés homonima Adatstruktúra helyessége Mező elnevezéshez kapcsolódó hibák nyilt logikai átfedés homonima TILOS! DOLGOZO(nev,cim,fonok,f_cim,fizetes,telephely) OSZTALY(nev,telephely,vezeto,v_cim,fizetes) PROJEKT(nev,d_nev,megrendelo,fizetes,mcim) KL

szinoníma technikai homonima Adatstruktúra helyessége Mező elnevezéshez kapcsolódó hibák szinoníma technikai homonima Kerülendő! TILOS ?? DOLGOZO(nev,cim,fonok,f_cim,fizetes,telephely) OSZTALY(nev,telephely,vezeto,v_cim,fizetes) PROJEKT(nev,d_nev,megrendelo,fizetes,mcim) KL

Logikai átfedés hiánya Teljes megnevezéseket használjunk Adatstruktúra helyessége Mező elnevezéshez kapcsolódó hibák Egyértelmű elnevezések legyenek! Inkonnektivitás Logikai átfedés hiánya Teljes megnevezéseket használjunk DOLGOZO(nev,cim,fonok,f_cim,fizetes,telephely) OSZTALY(nev,telephely,vezeto,v_cim,fizetes) PROJEKT(nev,d_nev,megrendelo,fizetes,mcim) KL

Redundancia: adatelemek többszörös, ismételt letárolása Adatstruktúra helyessége Redundancia: adatelemek többszörös, ismételt letárolása következmény: Anomáliák - beszúrási anomália - módosítási anomália - törlési anomália - inkonzisztencia dkod uticél dnév dcím befizetes 1 Eger Peter Miskolc 3 3 Eger Antal Baja 5 1 Ózd Peter Miskolc 2 KL

Függőségek : mezők közötti érték kapcsolatok leírása Adatstruktúra helyessége Függőségek : mezők közötti érték kapcsolatok leírása Funkcionális függőség FD minden A értékhez maximum egy B érték rendelhető A -> B (A,B  R) ország zászló RSZ -> TIPUS (DKOD, UTICEL) -> BEFIZETES DKOD -> DNEV DKOD -> DCIM KL

Armstrong axiómák B  A  A  B A  B  AC  BC A  B, B  C  A  C Adatstruktúra helyessége Az FD-k között következtetési szabályok, függőségek vannak Armstrong axiómák B  A  A  B A  B  AC  BC A  B, B  C  A  C Egyéb szabályok A  BC  A  B A  B, A  C  A  BC bizonyítás az axiómákból ! A  C  AB  BC, A  B  AA  AB, AA = A A  AB, AB  BC  A  BC KL

Redundancia oka : nem kívánatos FD Adatstruktúra helyessége Redundancia oka : nem kívánatos FD Egy R(A1,..,A2) esetén ha létezik Ai  Aj ahol Ai ismétlődik, akkor redundancia lép fel Ha Ai nem ismétlődhet, nincs redundancia (pl. kulcsból kiinduló függőségek) dkod uticél dnév dcím befizetes 1 Eger Peter Miskolc 3 3 Eger Antal Baja 5 1 Ózd Peter Miskolc 2 KL

Normalizálás: művelet sorozat a redundanciát okozó Normalizálás folyamata Normalizálás: művelet sorozat a redundanciát okozó FD-k megszüntetésére A normalizálás egymásra épülő normálfomák alakjában jelenik meg FD-k feltárása 1 NF 2 NF 3 NF BCNF 4 NF 5 NF 5NF 4NF BCNF 3NF 2NF 1NF KL

Minden mező elemi legyen Normalizálás Normalizálási lépések 1NF: Létezzen kulcs Minden mező elemi legyen 2 NF 1 NF Ne legyen részkulcsból kiinduló FD dkod uticél dnév dcím befizetes 1 Eger Peter Miskolc 3 3 Eger Antal Baja 5 1 Ózd Peter Miskolc 2 KL

R(A,B,C) adott és A  B akkor (AB , AB) veszteségmentes Normalizálás Veszteségmentesség: a résztáblákból előállítható az alaptábla Heath tétele: R(A,B,C) adott és A  B akkor (AB , AB) veszteségmentes Elegendőség és nem szükségesség kifejezése UTAK( DKOD, UTICEL, DNEV, DCIM, BEFIZETES) DKOD -> (DNEV, DCIM) (DKOD, DNEV, DCIM , DKOD,UTICEL, BEFIZETES) KL

Nem létezik tranzitív függőség nem kulcs mezőhöz Normalizálás 3 NF 2 NF Nem létezik tranzitív függőség nem kulcs mezőhöz AUTO(RSZ, TIPUS, TULAJ, T_CIM, GYARTO, GY_CIM) AUTO1(RSZ, TIPUS, TULAJ) TULAJ(TULAJ, T_CIM) GYARTO(GYARTO, GY_CIM) TIPUS(TIPUS, GYARTO) A hibás FD-ket dekompozícióval vesszük ki a relációból KL

A (AB , AB) felbontás akkor független, ha Normalizálás Dekompozició vizsgálata ..; AUTO(RSZ, TIPUS, GYARTO) felbontása: AUTO1(RSZ, TIPUS) AUTO2(RSZ, GYARTO) Megfelel a Heath tételének, de nem jó, mert nem független a két tábla (egyik értékei függnek a másiktól) Rissanen tétele: A (AB , AB) felbontás akkor független, ha - R(A,B,C) minden FD-je származtatható RAB és RAC FD-iből - A az RAB vagy RAC jelölt kulcsa KL

BCNF (Boyce-Codd normálforma) Normalizálás Egyes esetekben 3NF nem megfelelő BCNF (Boyce-Codd normálforma) Függőség csak jelölt kulcsból indulhat ki BCNF átfogja 2NF-et A kulcsba mutató FD-t is kiküszöböli 3NF nem fogja magába BCNF-et BCNF nem fogja magába 3NF-et OKTAT(tanar, diak, targy) : nem BCNF de atomi KL

Többértékű függőség (MVD) jele : A ->> B Normalizálás Többértékű függőség (MVD) jele : A ->> B R(A,B,C) -ben A ->> B, ha  (ai,bi)-hez rendelhető {ci} csak (ai)-től függ BARAT(nev, hobby,etel) nev hobby etel Peter foci bab Peter foci szilva nev hobby Peter tenisz bab nev hobby Peter bab Peter tenisz szilva Peter szilva Peter foci Gabi futas alma Gabi alma Peter tenisz Gabi futas fagyi Gabi futas Gabi fagyi A B C A = B = C KL

Minden MVD legyen egyben FD is Normalizálás MVD szerepe 4 NF Minden MVD legyen egyben FD is Fagin tétele: R(A,B,C) adott, akkor és csak akkor lesz (AB , AC) veszteségmentes, ha A ->> B | C Szükségesség kifejezése csak egy érték rendelődjön minden A értékhez KL

ha megegyezik R1,R2,..,Ri join-jával 5 NF Minden JD az FD-n alapszik Normalizálás Magasabb normálforma Join függőség (JD): egy R séma  (R1,R2,..,Ri) függségben van, ha megegyezik R1,R2,..,Ri join-jával 5 NF Minden JD az FD-n alapszik JD MVD FD KL