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MODELAGEM EMBANCO DE DADOS
NORMALIZAÇÃO
Prof. Marcos Alexandruk
UNINOVE
MODELAGEM EM BANCO DE DADOS - NORMALIZAÇÃO
© PROF. MARCOS ALEXANDRUK
NORMALIZAÇÃO
• Conceito introduzido em 1970 por E. F. Codd (1FN)
• Processo matemático formal fundamentado na teoria dos conjuntos
• Aplica uma série de regras sobre as tabelas de um banco de dados para verificar se estas foram corretamente projetadas
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OBJETIVOS PRINCIPAIS
• Garantir a integridade dos dados, evitando que informações sem sentido sejam inseridas
• Organizar e dividir as tabelas da forma mais eficiente possível, diminuindo a redundância e permitindo a evolução do banco de dados
NORMALIZAÇÃO
PARTE 1: CONCEITOS ÚTEIS
• Chaves• Dependência Funcional (DF)• Trivialidade• Transitividade• D F Irredutível à Esquerda• Dependência Multivalorada
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CHAVES
Chave candidata: atributo ou conjunto de atributosque são únicos para cada registro.Cada tabela pode ter uma ou várias chaves deste tipo.
Exemplos: CODIGO, CPF, RG
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CHAVES
Chave primária: Escolhida entre as chaves candidataspara ser o identificador principal da tabela.(PK – Primary Key)
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CHAVES
Chaves alternativas: São as chaves candidatas quenão foram definidas como chaves primárias.
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CHAVES
Chave estrangeira: Atributo ou conjunto de atributosque faz a ligação com a chave primária de outra tabela.(FK – Foreign Key)
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DEPENDÊNCIA FUNCIONAL (DF)Sempre que um atributo X identifica um atributo Yhá entre eles uma dependência funcional.X é o determinante e Y é o dependente.
Representação:X Y (lê-se: X determina Y ou Y é dependente de X)
cidade estado (estado é dependente de cidade)estado país (país é dependente de estado)
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TRIVIALIDADEA dependência funcional trivial indica que umdeterminante com mais de um atributo pode determinarseus próprios membros quando isolados.
{banco,agencia} banco{banco,agencia} agencia
A dependência funcional não trivial * indica que umdeterminante identifica outro atributo qualquer.
{banco,agencia} cidade(cidade não faz parte do determinante)* Esta DF é a que nos interessa no processo de normalização.
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TRANSITIVIDADESe um atributo X determina Y e se Y determina Z,Podemos dizer que X determina Z de forma transitiva,Isto é, existe uma dependência funcional transitivaX para Z.
cidade estadoestado paíscidade país
(cidade determina país de forma transitiva)
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D F IRREDUTÍVEL À ESQUERDAO lado esquerdo de uma dependência funcional éirredutível à esquerda quando o determinante está nasua forma mínima, não é possível reduzir a quantidadede atributos determinantes sem perder a dependênciafuncional.
{cidade,estado} país (Não está na forma irredutível à esquerda*)
* podemos ter somente o estado como determinante
estado país (Está na forma irredutível à esquerda)
NOTA: Nem sempre estar na forma irredutível à esquerda significapossuir um determinante com apenas um atributo!
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DEPENDÊNCIA MULTIVALORADAO valor de um atributo determina um conjunto de valoresde um outro atributo.
{CPF} {nome} (um nome para cada CPF)
{CPF} {dependente} (vários dependentes para cada CPF)
Uma dependência multivalorada é representada por:X Y (X multidetermina Y ou Y é multidependente de X)
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PARTE 1 – EXERCÍCIOS:1. Uma escola deseja cadastrar os alunos (idade de 7 a 12 anos). Tomando como base o seguinte conjunto {codigo,CPF,RG}, qual atributo você escolheria como Chave Primária? Por que?
5. Como seriam chamadas as outras chaves que NÃO foram definidas como chave primária?
NORMALIZAÇÃO
PARTE 2: FORMAS NORMAIS
• 1FN – 1ª Forma Normal• 2FN – 2ª Forma Normal• 3FN – 3ª Forma Normal• FNBC – Forma Normal de Boyce e Codd• 4FN – 4ª Forma Normal• 5FN – 5ª Forma Normal
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1FN – Primeira Forma Normal:Os atributos da tabela não contêm grupos de repetição (tabelas aninhadas).
Passando para a 1FN:
10/02/20051800Analista SrClaudio1003Beta1205/01/20051200Analista PlDaniela100402/01/20051800Analista SrAntonio1001
Alfa11
DtInicioSalFuncCargoFuncNomeFuncCodFuncDescProjCodProjProjeto
10/02/20051800Analista SrClaudio100312
05/01/20051200Analista PlDaniela100411
02/01/20051800Analista SrAntonio100111
DtInicioSalFuncCargoFuncNomeFuncCodFuncCodProjProjFunc
Beta12Alfa11DescProjCodProj
Projeto
A tabela a seguir NÃO está na 1FN:
D F MULTIVALORADA
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2FN – Segunda Forma Normal:Condição: Chave Primária (PK) composta por mais de uma coluna.
10/02/20051800Analista SrClaudio100312
05/01/20051200Analista PlDaniela100411
02/01/20051800Analista SrAntonio100111
DtInicioSalFuncCargoFuncNomeFuncCodFuncCodProjProjFunc
Todas as colunas que não fazem parte da PK dependem de todas ascolunas que compõem a PK.
10/02/2005100312
05/01/2005100411
02/01/2005100111
DtInicioCodFuncCodProjProjFunc
1800Analista SrClaudio1003
1200Analista PlDaniela1004
1800Analista SrAntonio1001
SalFuncCargoFuncNomeFuncCodFuncFuncionario
A tabela a seguir NÃO está na 2FN:
Passando para a 2FN:
D F IRREDUTÍVEL À ESQUERDA
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3FN – Terceira Forma Normal:Não há dependências funcionais transitivas.Cada coluna não PK depende DIRETAMENTE da PK.
1800Analista SrClaudio1003
1200Analista PlDaniela1004
1800Analista SrAntonio1001
SalFuncCargoFuncNomeFuncCodFuncFuncionario
A tabela a seguir NÃO está na 3FN:
Passando para a 3FN:
Analista SrClaudio1003
Analista PlDaniela1004
Analista SrAntonio1001
CargoFuncNomeFuncCodFuncFuncionario
1200Analista Pl
1800Analista Sr
SalFuncCargoFuncCargoSalario
CodFunc CargoFunc SalFunc
Dependência Funcional Transitiva
D F TRANSITIVA
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FNBC – F N Boyce e Codd:Condição: Aplica-se a FNBC quando:
D F NÃO TRIVIAL E IRRED. À ESQ.
1. Encontramos duas ou mais chaves candidatas2. As chaves candidatas apresentam mais de um atributo (são compostas)3. Todas as chaves candidatas têm um atributo em comum
Vamos assumir que um professor está associado a mais de uma escola e uma sala.
Aluno(NomeAluno,EndAluno,NomeEscola,NrSala,NomeProf)
Exemplo:
Chaves Candidatas:
NomeAluno + EndAlunoNomeAluno + NrSalaNomeAluno + NomeProf
Neste exemplo:
3. Encontramos três chaves candidatas4. Todas são compostas5. Todas compartilham um mesmo atributo
Aplicando a FNBC: A tabela Aluno será dividida em duas tabelas: uma que contêmtodos os atributos que descrevem o aluno e outra que contêm os atributos quedesignam um professor em uma determinada escola e número de sala.
Aluno(NomeAluno,EndAluno,NomeEscola,NrSala)Professor(NomeEscola,NrSala,NomeProf)
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FNBC – F N Boyce e Codd:Condição: Aplica-se a FNBC
quando:
D F NÃO TRIVIAL E IRRED. À ESQ.
1. Encontramos duas ou mais chaves candidatas2. As chaves candidatas apresentam mais de um atributo (são compostas)3. Todas as chaves candidatas têm um atributo em comum
Aplicando a FNBC: A tabela Emprestimo será dividida em duas tabelas: uma quecontém todos os atributos que descrevem o Emprestimo e outra que contém osatributos do Devedor (ou cliente_emprestimo).
Claudia AlvesC3Beatriz BatistaC2Antonio AlvesC1
NomeCliCodCliCliente
CampinasA3BotucatuA2AmparoA1
NomeAgeCodAgeAgencia
1000.00E1C2A1
1500.00E3C3A21500.00E3C1A22000.00E2C2A1
ValorNrEmpCodCliCodAgeEmprestimo
ValorNrEmpCodAge1000.00E1A1
1500.00E3A22000.00E2A1
Emprestimo
E3C1E3C3
E2C2E1C2
NrEmpCodAgeDevedor
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4FN – Quarta Forma Normal:Uma tabela não deve possuir mais de uma D F Multivalorada.
Passando para a 4FN:
A tabela a seguir NÃO está na 4FN:
D F MULTIVALORADA
A20100112A10100112A20100211A20100111A10100211A10100111CodEquipCodFuncCodProj
ProjFuncEquip
100112100211100111CodFuncCodProj
ProjFunc
A2012A1012A2011A1011CodEquipCodProj
ProjEquip
CodProj CodFunc
CodProj CodEquip
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5FN – Quinta Forma Normal:Condição: Relacionamentos multiplos (ternários ... n-ários).
NÃO está na 5FN:
2100110210012021002101100110
ReqPedMatMatPedReq
100120100210100110PedMat
MatPed
210012100211001
ReqPedPedReq
220210110
ReqMatMatReq
Está na 5FN:
A tabela está na 5FN quando o seu conteúdo NÃO puder ser reconstruídoAtravés da junção das tabelas secundárias.
1º passo: Decompor a tabela através da operação de projeção.2º passo: Reconstruir a tabela através da junção.