Embed Size (px)
Citation preview
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 1
WorzykFH Anhalt
6 Normalformen
• Normalisieren
• Schlüssel
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 2
WorzykFH Anhalt
Datenmodell
Das Entwickeln einer Anwendung mit Hilfe einer relationalen Datenbank erfordert die Entwicklung eines Datenmodells, das möglichst exakt die zu bearbeitenden Daten der realen Welt widerspiegelt.
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 3
WorzykFH Anhalt
DatensammlungMatr Name Vor-
lesungStudiengang
Studiendauerbis jetzt
Semester Regel-studienzeit
Note
98001 J utta Math Inf 1 2 9 1.398002 Emil Prog FÜ 2 4 8 1.798003 Fritz DatOrg Inf 2 4 9 2.097001 Anna Math FÜ 1 2 8 4.097002 Else Prog IM 2 4 10 2.398004 Hans DBS1 Inf, IM 398001 J utta Prog Inf 1 2 9 2.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 4
WorzykFH Anhalt
Gründe für das Normalisieren
• Vermeidung unerwünschter Abhängigkeiten bei Datenmanipulationen
• Gundlage für ein leicht erweiterbares Datenmodell
• Verständliches Datenmodell• Elimination von Redundanzen• Systematisches Auseindersetzen mit den
Daten
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 5
WorzykFH Anhalt
Funktionale Abhängigkeit
In der Relation R(A,B) ist das Attribut B von dem Attribut A funktional abhängig, falls zu jedem Wert von A genau ein Wert von B gehört.
A wird Determinante von B genannt.Beispiel:
Studiengang Regelstudienzeit
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 6
WorzykFH Anhalt
Volle funktionale Abhängigkeit
In der Relation R(S1, S2, A) ist das Attribut A von den Attributen S1, S2 voll funktional abhängig, wenn A von den zusammengesetzten Attributen (S1, S2) abhängig ist, nicht aber von je einem einzelnen Attribut S1 oder S2.
Beispiel: Name Vorlesung Note Jutta Mathematik 1.3 Emil Programmierung 1.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 7
WorzykFH Anhalt
Transitive AbhängigkeitIn der Relation R(S, A, B) ist das
Attribut B transitiv von S abhängig, wenn A von S funktional abhängig ist, aber S nicht von A; und B ist funktional von A abhängig ist.
Beispiel: Name Studiengang Regelstudienzeit J utta Informatik 9 Emil Fachübersetzen 8
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 8
WorzykFH Anhalt
Berechnete Attribute
Beispiel:
Name Studiendauer Semester J utta 1 2 Emil 2 4 Hans 1.5 3
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 9
WorzykFH Anhalt
Schlüssel
Sei X = {A1, ..., An} die Menge aller Attribute einer Relation R(A1,..., An).
Eine Teilmenge SX von Attributen ist ein Schlüsselkandidat, wenn gilt:
X ist funktional von S abhängigDie funktionale Abhängigkeit gilt nicht
für eine echte Teilmenge von S
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 10
WorzykFH Anhalt
Schlüssel
Eigenschaften eines Schlüssels
– eindeutig
– unmittelbar zuteilbar
– kurz
– schreibbar
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 11
WorzykFH Anhalt
Sprechende Schlüssel
Der Schlüssel enthält einen Hinweis auf das Tupel, das er identifiziert
Vorteil: leicht zu merken für eine manuelle Bearbeitung der Tupel
Nachteil: Bei der Änderung eines Attributs des Tupels kann sich der Schlüssel ändern
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 12
WorzykFH Anhalt
Sprechende SchlüsselBeispiel
Identifikation eines Personaldatensatzes über den Personennamen
Vorteil: leicht zu merkenNachteil:
– Zwei Personen gleichen Namens– Namensänderung – komplizierte Namen
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 13
WorzykFH Anhalt
Verdeckter SchlüsselBeispiel
Der Schlüssel wird nur für datenbankinterne Kennzeichnung benutzt und bleibt dem Anwender verborgen
Beispiel:– mehrsprachiger Katalog– Fehlermeldungen
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 14
WorzykFH Anhalt
Künstlicher SchlüsselBeispiel
Der Schlüssel wird bei Bedarf vom Rechner generiert. Der Anwender hat keinen Einfluß auf den Wert des Schlüssels.
Beispiel: fortlaufend generierte Martikel Nummer
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 15
WorzykFH Anhalt
SchlüsselkandidatenMatr Name Vor-
lesungStudiengang
Studiendauerbis jetzt
Semester Regel-studienzeit
Note
98001 J utta Math Inf 1 2 9 1.398002 Emil Prog FÜ 2 4 8 1.798003 Fritz DatOrg Inf 2 4 9 2.097001 Anna Math FÜ 1 2 8 4.097002 Else Prog IM 2 4 10 2.398004 Hans DBS1 Inf, IM 398001 J utta Prog Inf 1 2 9 2.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 16
WorzykFH Anhalt
Erste Normalform
Eine Relation ist in der ersten Normalform (1NF), wenn alle Attribute nur atomare Werte enthalten.
Beispiel für eine Relation, die nicht in der ersten Normalform ist: Name Vorlesung Studiengang
Hans DBS1 Inf, IM
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 17
WorzykFH Anhalt
Zweite Normalform
Eine Relation ist in der zweiten Normalform (2NF), wenn sie in der 1NF ist und jedes Nicht-Schlüssel-Attribut voll funktional abhängig ist vom Gesamtschlüssel.
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 18
WorzykFH Anhalt
Beispiel nicht zweite Normalform
Matr Vorlesung Note Studiengang98001 Math 1.3 Inf98002 Prog 1.7 FÜ98003 DatOrg 2.0 Inf97001 Math 4.0 FÜ97002 Prog 2.3 IM98004 DBS1 Inf98001 Prog 2.7 Inf
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 19
WorzykFH Anhalt
Dritte Normalform
Eine Relation ist in der dritten Normalform (3NF), wenn sie in der 1NF und der 2NF ist und keine transitiven Abhängigkeiten enthält.
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 20
WorzykFH Anhalt
Beispiel nicht dritte Normalform
Matr Vorlesung Note98001 Math 1.3 sehr gut98002 Prog 1.7 gut98003 DatOrg 2.0 gut97001 Math 4.0 ausreichend97002 Prog 2.3 gut98004 DBS198001 Prog 2.7 befriedigend
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 21
WorzykFH Anhalt
NormalisierenDatensammlung:
Matr Name Addr Vor-lesung
Stg. Sem Regel Note
98001 J utta WH1 Math Inf 2 9 1.398002 Emil WH1 Prog FÜ 4 8 1.798003 Fritz WH4 DatOrg Inf 4 9 2.097001 Anna WH5 Math FÜ 2 8 4.097002 Else WH2 Prog IM 4 10 2.398004 Hans WH4 DBS1 Inf, IM 2, 2 9, 10 4.7, 2.098001 J utta WH1 Prog Inf 2 9 2.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 22
WorzykFH Anhalt
NormalisierenNicht-atomare Einträge auflösen:
Matr Name Addr Vor-lesung
Stg. Sem Regel Note
98001 J utta WH1 Math Inf 2 9 1.398002 Emil WH1 Prog FÜ 4 8 1.798003 Fritz WH4 DatOrg Inf 4 9 2.097001 Anna WH5 Math FÜ 2 8 4.097002 Else WH2 Prog IM 4 10 2.398004 Hans WH4 DBS1 Inf 2 9 4.798004 Hans WH4 DBS1 IM 2 10 2.098001 J utta WH1 Prog Inf 2 9 2.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 23
WorzykFH Anhalt
NormalisierenSchlüsel suchen :
Matr Name Addr Stg. Sem Regel98001 J utta WH1 Inf 2 998002 Emil WH1 FÜ 4 898003 Fritz WH4 Inf 4 997001 Anna WH5 FÜ 2 897002 Else WH2 IM 4 1098004 Hans WH4 IM 2 10
Matr Vor-lesung
Stg Note
98001 Math Inf 1.398002 Prog FÜ 1.798003 DatOrg Inf 2.097001 Math FÜ 4.097002 Prog IM 2.398004 DBS1 Inf 4.798004 DBS1 IM 2.098001 Prog Inf 2.7
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 24
WorzykFH Anhalt
NormalisierenTransitive Abhängigkeiten auflösen :
Matr Name Adr Stg. Sem98001 J utta WH1 Inf 298002 Emil WH1 FÜ 498003 Fritz WH4 Inf 497001 Anna WH5 FÜ 297002 Else WH2 IM 498004 Hans WH4 IM 2
Matr Vor-lesung
Note
98001 Math 1.398002 Prog 1.798003 DatOrg 2.097001 Math 4.097002 Prog 2.398004 DBS1 4.798004 DBS1 2.098001 Prog 2.7Stg. Regel
Inf 9FÜ 8IM 10
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 25
WorzykFH Anhalt
Normalisieren
Normalize until it hurtsDenormalize until it works
Datenbanksysteme für FÜ SS 2000Seite 4 - 26
WorzykFH Anhalt
Zusammenfassung
• Normalisieren ist eine Bottom-Up Methode zum strukturieren der Daten
• Die 3NF hat keine funktionalen und transitiven Abhängigkeiten
