Нормальная форма Бойса—Кодда (НФБК) с примером аномалий для 3 формы

К сожалению, даже отношения в третьей нормальной форме могут иметь анома­лии. Рассмотрим отношение НАУЧНЫЙ_РУКОВОДИТЕЛЬ (рис. 4.6, а). Пусть требо­вания к этому отношению таковы.

1. Студент может иметь одну или несколько специализаций.

2. Научными руководителями по одной и той же специализации могут быть несколько преподавателей.

3. Каждый преподаватель может осуществлять научное руководство только по одной специализации.

Будем также предполагать, что у преподавателей не бывает одинаковых фа­милий.

Поскольку студенты могут специализироваться в нескольких областях, атрибут НомерСтудента не определяет атрибут Специализация. Более того, так как сту­дент может иметь несколько научных руководителей, НомерСтудента не определя­ет и атрибут ИмяПреподавателя. Таким образом, сам по себе атрибут НомерСтуден­та не может играть роль ключа.

Рис. 4.6. Нормальная форма Бойса—Кодда: а — отношение, находящееся в ЗНФ, но не в НФБК; б — два отношения, находящиеся в НФБК

Комбинация (НомерСтудента, Специализация) определяет атрибут ИмяПрепода­вателя, а комбинация (НомерСтудента, ИмяПреподавателя) определяет атрибут Спе­циализация. Следовательно, любая из этих комбинаций может быть ключом. Два или более атрибута или группы атрибутов, которые могут быть ключом, называ­ются ключами-кандидатами (candidate keys). Тот из ключей-кандидатов, кото­рый выбирается в качестве ключа, называется первичным ключом (primary key).

Кроме ключей-кандидатов, есть еще одна функциональная зависимость, ко­торую следует рассмотреть: атрибут ИмяПреподавателя определяет атрибут Спе­циализация (любой из преподавателей является научным руководителем только по одной специализации; следовательно, зная имя преподавателя, мы можем определить эту специализацию). Таким образом, ИмяПреподавателя является де­терминантом.

По определению, отношение НАУЧНЫЙ_РУКОВОДИТЕЛЬ находится в первой нор­мальной форме. Оно также находится во второй нормальной форме, поскольку не имеет неключевых атрибутов (каждый из атрибутов является частью по край­ней мере одного ключа). Наконец, это отношение находится в третьей нормаль­ной форме, так как не имеет транзитивных зависимостей. Тем не менее, несмот­ря на все это, отношение имеет аномалии модификации.

Пусть студент номер 300 отчисляется из университета. Если мы удалим строку с информацией об этом студенте, мы потеряем тот факт, что научным руководи­телем на кафедре психологии является некий Перлс. Это аномалия удаления. Далее, как мы можем записать в базу тот факт, что преподаватель Кейнс является научным руководителем на кафедре экономики? Никак, пока не появится хотя бы один студент, специализирующийся на экономике. Это аномалия вставки.

Ситуации, подобные только что описанной, приводят нас к определению нор­мальной формы Бойса—Кодда (Воусе—Codd normal form, BK/NF): отношение на­ходится в НФБК, если каждый детерминант является ключом-кандидатом. Отно­шение НАУЧНЫЙ_РУК0В0ДИТЕЛЬ не находится в НФБК, поскольку детерминант ИмяПреподавателя не является ключом-кандидатом.

Как и в других примерах, отношение НАУЧНЫЙ_РУК0В0ДИТЕЛЬ можно разбить на два отношения, не имеющие аномалий. Например, отношения СТУДЕНТ—РУКОВО­ДИТЕЛЬ (НомерСтудента, ИмяПреподавателя) и РУКОВОДИТЕЛЬ—СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ (Имя-Преподавателя, Специализация) не имеют аномалий.

Отношения в НФБК не имеют аномалий, относящихся к функциональным зависимостям, и некогда казалось, что вопрос с аномалиями модификации на этом исчерпан. Однако вскоре обнаружилось, что аномалии могут быть обуслов­лены и иными причинами, нежели функциональные зависимости.

Дата добавления: 2015-07-08