7-лекция. Нормализация базы данных. Нормальные формы: 1-нф, 2-нф, 3-нф, нф-бейс-Кодда, 4-нф, 5-нф

Нормализации баз данных
МБ ни нормаллаштириш
Маълумотлар базасини нормаллаштириш

Жадвал 1 – дастлабки муносабат

Ходим рақами	ФИО	Лавозими	Бўлим рақами	Бўлим номи	Ихтисос-лиги
7513	Илдаров Ж.И.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	C, Java
9842	Собирова С.С.	МБ админист-ратори	42	Молия бўлими	DB2
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	VB, Java
9006	Назаров Н.Н.	Тизим админист-ратори	128	Лойихалаш бўлими	Windows, Linux

Элементы теории нормализации отношений
Функционал боғлиқлик
тушунчаси
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 1НФ
Муносабат биринчи нормал формада (1НФ) дейилади, агар унинг сатридаги ҳар бир атрибутда битта қиймат, яъни муносабатнинг барча атрибутларида ягона (атомар) бўлинмас қиймат жойлашган бўлса.
Юқоридаги 1-жадвал нормаллашмаган жадвал хисобланади. Унинг Ихтисослиги устунида қийматлар рўйхати жойлашган (С, Java ва х.к.). Бу муносабатни 1 НФ га келтириш учун усутунларда атомар қийматларни жойлаштириш зарур.
Буни энг оддий усули Ихтисослиги устунидаги такрорланувчи қийматларни алохида сатрларга жойлаштириш ёки қийматлар учун алохида устунлар қўшиш (жадвал 2).
Нормализации баз данных
МБ ни нормаллаштириш
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 1НФ

Жадвал-2.1

Ходим рақами	ФИО	Лавозими	Бўлим рақами	Бўлим номи	Ихтисос-лиги
7513	Илдаров Ж.И.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	C
7513	Илдаров Ж.И.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	Java
9842	Собирова С.С.	МБ админист-ратори	42	Молия бўлими	DB2
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	VB
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	Java
9006	Назаров Н.Н.	Тизим админист-ратори	128	Лойихалаш бўлими	Windows
9006	Назаров Н.Н.	Тизим админист-ратори	128	Лойихалаш бўлими	Linux

Нормализации баз данных
МБ ни нормаллаштириш
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 1НФ

Жадвал-2.2

Ходим рақами	ФИО	Лавозими	Бўлим рақами	Бўлим номи	1-Ихтисослиги	2-Ихтисослиги
7513	Илдаров Ж.И.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	C	Java
9842	Собирова С.С.	МБ админист-ратори	42	Молия бўлими	DB2
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими	VB	Java
9006	Назаров Н.Н.	Тизим админист-ратори	128	Лойихалаш бўлими	Windows	Linux

Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 2НФ
Муносабат иккинчи нормал формада жойлашади, агар 1НФ холатида бўлса (1Н шартларини қаноатлантирса) ва ҳар бир калит бўлмаган атрибути бирламчи калитни ташкил этувчиларига тўлиқ функционал боғлиқ бўлса. Агар атрибут бирламчи калитга (таркибий) тўлиқ боғлиқ бўлмаса, бу атрибут муносабатга нотўғри киритилган бўлади ва уни бошқа муносабатга ўтказиш ва жорий муносабатдан ўчириш керак бўлади.
Нормаллаштиришда жорий атрибут тегишли бўлган муносабатга ёки атрибут янги муносабатга (декомпозиция) ўтказилади.
Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 2НФ
Ходимлар жадвали (жадвал 2.1.) 1НФ шартларини қаноатлантиради, лекин 2НФ ни қаноатлантирмайди. Бирламчи калит уникал равишда ҳар бир сатрни идентификациялаши керак. Бунинг ягона усули бирламчи калит сифатида Ходим_рақами ва Ихтисослиги комбинациясини қўллаш.
Натижада қуйидаги жадвал пайдо бўлади: Ходимлар (Ходим рақами, ФИО, Лавозими, Бўлим рақами, Бўлим номи, Ихтисослиги).
Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш
- 2НФ
Бу ерда мавжуд функционал боғланишдан бири қуйидагича : Ходим рақами, Ихтисослиги  ФИО, Лавозим, Бўлим рақами, Бўлим номи. Лекин қуйидаги боғланиш ҳам мавжуд: Ходим рақами  ФИО, Лавозим, Бўлим рақами, Бўлим номи. Бошқача айтганда, ФИО, лавозим ва бўлимни ходим рақами орқали аниқлаш мумкин. Демак, келтирилган атрибутлар бирламчи калитнинг қисмига боғлиқ ва бирламчи калитнинг тўлиқ ўзига боғлиқ эмас. Бундан келиб чиқади муносабат схемаси 2НФ холатида эмас.
Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 2НФ
Бу схемани 2НФ га келтириш учун дастлабки муносабат 2 та муносабтга декомпозицияланади ва унда барча калит бўлмаган атрибутлар калитга тўлиқ функционал боғлиқ бўлади: Ходимлар (Ходим рақами, ФИО, Лавозим, Бўлим номери, Бўлим номи) ва Ходим_ихтисослиги (Ходим рақами, Ихтисослиги) (Жадвал 3–4).
Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 2НФ
Жадвал 3

Ходим рақами	ФИО	Лавозими	Бўлим рақами	Бўлим номи
7513	Илдаров Ж.И.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими
9842	Собирова С.С.	МБ админист-ратори	42	Молия бўлими
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128	Лойихалаш бўлими
9006	Назаров Н.Н.	Тизим админист-ратори	128	Лойихалаш бўлими

Элементы теории нормализации отношений
2НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 2НФ
Жадвал 4

Ходим рақами	Ихтисослик
7513	C
7513	Java
9842	DB2
6651	VB
6651	Java
9006	Windows
9006	Linux

Элементы теории нормализации отношений
3НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 3НФ
Муносабат учинчи нормал формада (3НФ) бўлади, агар у 2НФ да бўлса ва унинг хеч бир калитмас атрибути бошқа калитмас атрибутга функционал боғлиқ бўлмаса. Бошқа айтганда 2 НФ да бўлса ва хеч бир калитмас атрибути бирламчи калитга транзитив боғлиқ бўлмаса. Калитмас атрибутга функционал боғлиқ атрибутлар вакалитмас атрибутни янги жадвалга ўтказиш орқали нормаллаштириш бажарилади.
Расман, схемани 3НФ га келтириш учун барча транзитив алоқалар бартараф этилиши керак. Ходимлар муносабатида (жадвал 3) қуйидаги функционал боғланишга эга:
Ходим рақами  ФИО, Лавозим, Бўлим рақами, Бўлим номи ва Бўлим рақами  Бўлим номи.
Элементы теории нормализации отношений
3НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 3НФ
Ходим рақами бирламчи калит хисобланади ва барча атрибутлар унга функционал боғлиқ (бирламчи калит ягона атрибутдан иборат). Ҳамда Бўлим номери калит эмас.
Ходим рақами  Бўлим номи функционал боғланиш транзитив характерга эга, яъни оралиқ қадамга (Бўлим номери  Бўлим номи боғланиш ) эга. 3НФ га келтириш учун 2 та муносабатга декомпозициялаб транзитив боғланишни бартараф этиш зарур: ходимлар(Ходим рақами, ФИО, Лавозим, Бўлим рақами) ва бўлимлар(Бўлим рақами, Бўлим номи) (жадваллар 5–6).
Элементы теории нормализации отношений
3НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - 2НФ
Жадвал 5

Ходим рақами	ФИО	Лавозим	Бўлим рақами
7513	Илдаров И.И.	Дастурчи	128
9842	Собирова С.С.	МБ администратори	42
6651	Пирметов П.П.	Дастурчи	128
9006	Назаров Н.Н.	Тизим администратори	128

Бўлим рақами	Бўлим номи
42	Молия бўлими
128	Лойихалаш бўлими

Жадвал 6
Элементы теории нормализации отношений
3НФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - БКНФ
Бойс-Кодд нормал формаси (БКНФ) 3НФ мукаммаллашган шакли бўлиб, унга кўра муносабатда чап қисми потенциал калит бўлган функционал боғланиш талаб этилади. Потенциал калит шундай атрибут (ёки атрибутлар тўплами) бўлиб уни жорий муносабат учун бирламчи калит сифатида қўллаш мумкин. Амалда бирламчи калит – бу бирламчи калит сифатида белгиланган потенциал калит. Функционал боғланишнинг чап қисми детерминант деб аталади.
Муносабат БКНФ холатида бўлади, агар муносабатдаги ҳар бир детерминант потенциал калит бўлса.
Элементы теории нормализации отношений
БКНФ
Маълумотлар базасини нормаллаштириш - БКНФ
Нормаллашмаган жадвалларни 3НФ га келтириш алгоритми расмда келтирилган.
Амалда кўпгина холларда 3НФ гача нормаллаштириш етарли хисобланади ва шу билан реляцион МБ жадвалларини яратиш тугатилади.

Нормаллашмаган жадвални 3НФ га келтириш алгоритми

12/30/2021
Нормаллашмаган муносабат

• Муносабатни такрорланувчи гурухоар бўлмаган муносабатлага ажратиш
• Бир ёки бир нечта атрибутни калит сифатида танлаш (

1НФ

• Калити биттадан ортиқ атрибутдан иборат бўлган муносабатда барча калитмас атрибутлар калитга тўлиқ функционал боғланганлигини текшириш ва
• агар бундай бўлмаса муносабатни янги муносабатга бўлиш

2НФ

• Барча калитмас атрибутлар ўзаро мустақиллигини (боғлиқмаслигини) текшириш
• ортиқча атрибутларни чиқариш ёки янги муносабатга ўтказиш

3НФ
Элементы теории нормализации отношений
3НФ
Нормализация баз данных - БКНФ
Нормаллаштириш қоидаларини қуйидаги ибора эслаб қолишга ёрдам беради:
«Нормализация – бу калит, бутун калит ва калитдан бошқа хеч нарса».
Юқори тартибдаги нормал формалар (4НФ и 5НФ) амалиётга нисбатан назарий тадқиқотлар учун мухим. Уларда атрибутлар орасидаги кўп қийматли боғлиқликлар инобатга олинади.
Элементы теории нормализации отношений
Саволлар
Назорат саволлари

• МБ муносабатлари нинормаллаштириш мақсадлари нимадан иборат.
• Нормаллашмаган МБ муносабати тушунчасини таъърифланг.
• МБ атрибутлари орасидаги функционал боғлиқлик тушунчасини таърифлаг. Мисол келтиринг.
•  Маълумотлар ортиқчалиги ва ва зиддиятлилиги (аномалия) сабабалари нимада. Ушбу холатлар келиб чиқишида нимада.
• Маълумотларнинг транзитив боғлиқлиги нимада? Мисоллар келтиринг.
• Биринчи, иккинчи ва учинчи нормал форма қоидаларини тушунтиринг.
• «Талабалар натижалари» МБ си қуйидаги схемага эга Баҳолар (код, фамилия, исм, талаба_отасининг_исми, группа, фан_коди, фан_номи, имтиҳон_санаси, семестр, код, лавозим, фамилия, исм, ўқитувчи _отаси_исми, баҳо). Жорий тўламдаги функционал боғланишларни аниқланг. Декомпозиция амалини бажаринг ва натижавий муносабатни 3НФ га келтиринг.
• «Тиббий клиника» МБ сида қуйидаги маълумотлар мавжуд: код, фамилия, имя, врач_отаси_исми, код, фамилия, исм, бемор _отаси_исми, қабул_сана ва вақти, кабинет_рақами. Маълумотлар таркибидаги функционал алоқаларни аниқланг ва 3НФ гача нормаллаширишни бажаринг. Барча босқичларни тушунтиринг.

ЭЪТИБОРИНГИЗ
УЧУН РАХМАТ!
E-mail [e-mail]
Уйга вазифа

• 7 маъруза конспектини тайёрлаш
• Мустақил ўқиш: 5. For those seeking a stronger technical treatment of database systems: Elmasri, R. and S. B. Navathe: Fundamentals of Database Systems (5th Ed.) – 671 р. Addison Wesley, 2015. сахифалар: 459-500

Заключение