Приведение ко второй нормальной форме

Следующий важный шаг в процессе нормализации состоит в удалении всех неключевых атрибутов, которые зависят только от части первичного ключа. Такие атрибуты называются частично зависимыми. Неключевые атрибуты заключают в себе информацию о данной сущности предметной области, но не идентифицируют ее уникальным образом. В теории вторая нормальная форма определяется через понятия функциональной зависимости:

Таблица находится во второй нормальной форме (2НФ), если она удовлетворяет определению 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом.

Функциональная зависимость. Поле В таблицы функционально зависит от поля А той же таблицы в том и только в том случае, когда в любой заданный момент времени для каждого из различных значений поля А обязательно существует только одно из различных значений поля В. Отметим, что здесь допускается, что поля А и В могут быть составными.

Полная функциональная зависимость. Поле В находится в полной функциональной зависимости от составного поля А, если оно функционально зависит от А и не зависит функционально от любого подмножества поля А.

Например, предположим, что мы хотим распределить работников по проектам, ведущимся на предприятии. Для этого создадим таблицу ПРОЕКТ с составным первичным ключом, включающим номер работника и идентификатор проекта (Номер_работника+ИД_проекта, в табл. c выделены курсивом).

Табл. C: ПРОЕКТ

Номер_ работника	ИД_проекта	Фамилия	Назв_проекта	Описание_ проекта	Продукт
	БРЖ	Иванов	Биржа	<blob>	программа
	ДОК	Петров	Документы	<blob>	программа
	УПР	Сидоров	Управление	<blob>	адм.меры

В этой таблице возникает следующая проблема. Атрибуты Назв_проекта, Описание_проекта и Продукт относятся к проекту как сущности и, следовательно, зависят от атрибутаИД_проекта (являющегося частью первичного ключа), но не от атрибута Номер_работника. Следовательно, они являются частично зависимыми от составного первичного ключа. То же самое можно сказать и об атрибуте Фамилия, который зависит от атрибута Номер_работника, но не зависит от атрибута ИД_проекта. Для нормализации этой таблицы (приведения ее в 2НФ) удалим из нее атрибуты Номер_работника и Фамилия и создадим другую таблицу (назовем ее РАБОТНИК_В_ПРОЕКТЕ), которая будет содержать только эти два атрибута, и они же будут составлять ее первичный ключ.

Приведение к третьей нормальной форме

Третий этап процесса приведения таблиц к нормальной форме состоит в удалении всех неключевых атрибутов, которые зависят от других неключевых атрибутов. Каждый неключевой атрибут должен быть логически связан с атрибутом (атрибутами), являющимся первичным ключом. Таким образом:

Таблица находится в третьей нормальной форме (3НФ), если она удовлетворяет определению 2НФ и не одно из ее неключевых полей не зависит функционально от любого другого неключевого поля.

Предположим, например, что мы добавили поля Номер_руководителя и Телефон в таблицу ПРОЕКТ, находящуюся в 2НФ (первичным ключом является поле ИД_проекта). Атрибут Телефон логически связан с атрибутом Номер_руководителя, неключевым полем, но не с атрибутом ИД_проекта, являющимся первичным ключом (табл. d).

Табл. D: ПРОЕКТ

ИД_проекта	Номер_ руководителя	Телефон	Назв_ проекта	Описание_ проекта	Продукт
БРЖ		2-21	Биржа	<blob>	программа
ДОК		2-43	Документы	<blob>	программа
УПР		2-56	Управление	<blob>	адм.меры

Для нормализации этой таблицы (приведения ее в 3НФ) удалим атрибут Телефон, изменим Номер_руководителя на Руководитель и сделаем атрибут Руководитель внешним ключом, ссылающимся на атрибут Номер_работника (первичный ключ) в таблице РАБОТНИКИ. После этого таблицы ПРОЕКТ и РАБОТНИКИ будут выглядеть следующим образом:

Табл. E: ПРОЕКТ

ИД_проекта	Руководитель	Назв_ проекта	Описание_ проекта	Продукт
БРЖ		Биржа	<blob>	программа
ДОК		Документы	<blob>	программа
УПР		Управление	<blob>	адм.меры

Табл. F: РАБОТНИКИ

Номер_ работника	Фамилия	Имя	Отчество	Номер_ отдела	Код_ профес	Телефон	Зарплата
	Иванов	Иван	Иванович		инж	2-69
	Петров	Петр	Петрович		мндж	2-56
	Сидоров	Иван	Петрович		мндж	2-45

Теперь, когда мы научились проводить нормализацию таблиц с целью устранения избыточного дублирования данных и группирования информации в логически связанных единицах, необходимо сделать ряд замечаний по вопросам проектирования баз данных. Необходимо четко понимать, что разбиение информации на более мелкие единицы с одной стороны, способствует повышению надежности и непротиворечивости базы данных, а с другой стороны, снижает ее производительность, так как требуются дополнительные затраты процессорного времени (серверного или машины пользователя) на обратное “соединение” таблиц при представлении информации на экране. Иногда для достижения требуемой производительности нужно сделать отход от канонической нормализации, при этом ясно осознавая, что необходимо обеспечить меры по предотвращению противоречивости в данных. Поэтому всякое решение о необходимости того или иного действия по нормализации можно принимать только тщательно проанализировав предметную область и класс поставленной задачи. Может потребоваться несколько итераций для достижения состояния, которое будет желаемым компромиссом между четкостью представления и реальными возможностями техники. Здесь уже начинается искусство...