Normalização de Dados

2 SGBD + Banco de Dados Independência de dados Consistência de dados

3 Consistência de Dados SGBD Regras de Integridade Validade Completeza Consistência

4 Consistência de Dados O controle de consistência pode ser exercido: Pelo gerenciador; Pelos aplicativos; Pela própria construção do sistema.

5 Consistência de Dados Pela própria construção do sistema. Controlar a construção do sistema através da criação de tabelas segundo regras que garantam a manutenção de certas propriedades. As tabelas que atendem a um determinado conjunto de regras, diz-se estarem em uma determinada forma normal.

6 Formas Normais Primeira Forma Normal Uma relação está na 1 a. forma normal quando todos os seus atributos são atômicos e monovalorados. Nome Idade DataMatrícula ? DataNasc São atômicos?

7 Formas Normais Primeira Forma Normal Uma relação está na 1 a. forma normal quando todos os seus atributos são atômicos e monovalorados. Nome Idade DataMatrícula ! DataNasc São atômicos? DataNasc e DataMatrícula serão atributos atômicos se não forem utilizadas partes das datas em outras relações do Banco de Dados.

8 Formas Normais Primeira Forma Normal Atributos multivalorados 1) Quando a quantidade de valores é pequena e conhecida a priori; Substitui-se o atributo multivalorado por um conjunto de atributos de mesmo domínio, cada um representando a ocorrência de um valor.

9 Formas Normais Primeira Forma Normal Atributos multivalorados. 2) Quando a quantidade de valores é muito grande, variável ou desconhecida. Retira-se da relação o atributo multivalorado, e cria- se uma nova relação que tem o mesmo conjunto de atributos chave, mais o atributo multivalorado como chave, porém tomado como monovalorado.

10 Formas Normais Primeira Forma Normal Atributos multivalorados Nome IdadeDataNasc Telefone Quantos números de telefone?

11 Formas Normais Primeira Forma Normal Atributos multivalorados Nome IdadeDataNasc Telefone Nome Idade DataNasc fone1 fone2 fone3 Se forem 3 números

12 Formas Normais Primeira Forma Normal Atributos multivalorados Nome IdadeDataNasc Telefone Nome Idade DataNasc Nome Telefone Se forem muitos números

13 Formas Normais Dependências Funcionais Se o valor de um conjunto de atributos A permite descobrir o valor de um outro conjunto B, dizemos que A determina funcionalmente B, ou que B depende de A, e denotamos: A B

14 Formas Normais Dependência Funcional Parcial Se A for chave da relação e o valor de um subconjunto de atributos de A permite descobrir o valor de um outro conjunto B, dizemos que B possui dependência funcional parcial em relação a A.

15 Formas Normais Atributo Primo Todo atributo que pertence a uma chave candidata é denominado primo. O que é mesmo chave candidata?

16 Formas Normais Segunda Forma Normal Uma relação está na 2 a. forma normal quando: está na 1a. F.N. e; todos os seus atributos que não são primos, não dependem parcialmente de qualquer chave candidata da relação.

17 Formas Normais Segunda Forma Normal Número Sigla Número - Horas Sala Sigla Número-Horas Número,Sigla Sala, Número-Horas

18 Formas Normais Segunda Forma Normal Número Sigla Número - Horas Sala Número Sigla Sala Sigla Número- Horas

19 Formas Normais Segunda Forma Normal Evita: Inconsistências devido a duplicidade de informações Perda de dados em operações de remoções / alteração na relação

20 Formas Normais Segunda Forma Normal Número Sigla Número- Horas Horário DC :00 14:00 8:00 15:00 16: DC134 DC122 DC189 Sigla Número-Horas Número,Sigla Sala, Número-Horas Valores Inconsistentes

21 Formas Normais Segunda Forma Normal Número Sigla Número- Horas Horário DC :00 14:00 8:00 15:00 16: DC134 DC122 DC189 Se não houver turmas de uma determinada disciplina em um semestre, perde-se a informação sobre o Número de Horas!!!

22 Formas Normais Terceira Forma Normal Uma relação está na 3 a. Forma normal quando: Está na 2 a. F.N. E; Todos os seus atributos não primos são dependentes não transitivos de uma chave candidata. Mas o que é Dependência Funcional Transitiva?

23 Formas Normais Terceira Forma Normal Seja a relação R(X, Y, A), A é transitivamente dependente de X, se existe Y tal que: Mas o que é Dependência Funcional Transitiva? X Y, Y não determina X Y A A XY

24 Formas Normais Terceira Forma Normal Número Sigla Sala Prédio Número, Sigla Sala, Prédio Sala Prédio

25 Formas Normais Terceira Forma Normal Número Sigla Sala Prédio Número, Sigla Sala Sala Prédio Número Sigla Sala Prédio

26 Formas Normais Terceira Forma Normal Evita: inconsistências devido a duplicidade de informações perda de dados em operações de remoções / alteração na relação

27 Formas Normais Terceira Forma Normal Valores Inconsistentes!!!!! Número, Sigla Sala, Prédio Sala Prédio Número Sigla Prédio Sala DC E1 C2 E1 C2 DC155 DC102 DC104 DC155

28 Formas Normais Terceira Forma Normal Número, Sigla Sala, Prédio Sala Prédio Número Sigla Prédio Sala DC E1 C2 E1 C2 DC155 DC102 DC104 DC155 Se não houver aula em uma determinada sala nesse semestre perde-se a informação sobre qual prédio contém a tal sala.

29 Formas Normais Terceira Forma Normal Uma relação está na 3 a. Forma normal quando: Está na 2 a. F.N. e; Todos os seus atributos não primos são dependentes não transitivos de uma chave candidata. Em outras palavras, uma relação está na 3FN se: para toda dependência funcional X A de R, X for superchave ou A for atributo primo

30 Formas Normais Forma Normal de Boyce-Codd Uma relação está na FNBC, se: Para toda dependência funcional X A de R, X for superchave Não adianta A ser primo!!!

31 Formas Normais Forma Normal de Boyce-Codd Apostila Disciplina SO1 BD1 ED1 BD1 BD2 SO BD ED BD Pr1 Central Sul Id_Propried Nome_Região LoteÁrea L Pr2 Pr3 Pr4 L2 L14 L23l Sul Pr5 Pr6 Pr7 Norte Central 1500 L414 L43l 1500 Leste L Id_propried Nome_região, Lote, Área Nome_região, Lote Id_propried, Área Área Nome_região

32 Formas Normais Forma Normal de Boyce-Codd Nome_Região Central Sul Apostila Disciplina SO1 BD1 ED1 BD1 BD2 SO BD ED BD Pr1 Id_Propried Lote L Pr2 Pr3 Pr4 L2 L14 L23l Apostila Disciplina SO1 BD1 ED1 BD1 BD2 SO BD ED BD Pr1 Central Sul Id_Propried Nome_Região Lote L Pr2 Pr3 Pr4 L2 L14 L23l Sul Área

33 Formas Normais Dependências Funcionais Multivaloradas O conceito baseia-se no fato de que, embora não seja possível um conjunto de valores determinar o valor de outro atributo, esse conjunto consegue restringir os valores possíveis para aquele atributo.

34 Formas Normais Dependências Funcionais Multivaloradas Se um conjunto de atributos A restringe os valores possíveis para os atributos de um outro conjunto B, diz-se que A multi- determina funcionalmente B, ou que B é multi-dependendente de A, e denota-se: A B

35 Formas Normais Dependências Funcionais Multivaloradas Uma dependência multivalorada X Y especificada sobre a relação esquema R, onde X e Y são subconjuntos de R, especifica a seguinte restrição sobre qualquer r de R: se duas tuplas t1 e t2 existem em r tal que t1[x] = t2[x], então duas tuplas t3 e t4 deverão também existir em r com as seguintes propriedades, onde Z=(R-(X Z)): T 3 [X] = T 4 [X] = T 1 [X] = T 2 [X] T 3 [Y] = T 1 [Y] e T 4 [Y] = T 2 [Y] T 3 [Z] = T 2 [Z] e T 4 [Z] = T 1 [Z]

36 Formas Normais Dependências Funcionais Multivaloradas OrientandoNome t3[X] = t4[X] = t1[X] = t2[X]; t3[Y] = t1[Y] e t4[Y] = t2[Y]; t3[Z] = t2[Z] e t4[Z] = t1[Z]. MatériaNome AlziraES BD ES Alzira Paulo Sonia Paulo Sonia Nome Matéria Orientando Alzira BD ES Alzira Pedro

37 Formas Normais Quarta Forma Normal Uma relação está na quarta forma normal quando: dado um conjunto completo de dependências funcionais multivaloradas não triviais para essa relação: Para todas as A B, A é uma superchave da relação. DFM Trivial?! O que é isso????

38 Formas Normais Quarta Forma Normal A B é uma DFM Trivial se: B A ou A B=R

39 Formas Normais Quarta Forma Normal OrientandoNome MatériaNome Carlo s SO BD ES Alzira Carlo s Mario Paulo Ana Nome Matéria Orientando Alzira BD ES Alzira Sonia Nome não é superchave.

40 Formas Normais Quarta Forma Normal Nome Matéria Orientando SO Carlos Alzira ES SO BD ES Carlos Alzira Mário Ana Paulo Sonia Paulo Sonia Sempre que dois conjuntos de atributos multivalorados independentes ocorrerem na mesma relação, será necessário repetir-se todos os valores de cada conjunto de atributos para cada valor possível do outro conjunto.

41 Formas Normais Quarta Forma Normal Nome Matéria Orientando SO Carlo s Alzira ES SO BD ES Carlo s Alzira Mário Ana Paulo Sonia Paulo Sonia Alzira BD ESAlzira Pedro

42 Formas Normais Quarta Forma Normal Evita: Inconsistências devido à inclusão de uma nova tupla que tem valores diferentes das diversas ocorrências de um outro atributo multivalorado. Inconsistências em operações de remoção de tuplas, sendo que o produto cartesiano dos atributos multivalorados da relação possuem diferentes valores de um dos atributos em comparação com os valores de outro atributo.

43 Formas Normais Quarta Forma Normal Nome Matéria Orientando SO Carlos AlziraES SO BD ES Carlos Alzira Mário Ana Paulo Sonia Paulo Sonia AlziraBD ESAlzira Pedro Nome Orientando Nome Matéria Nome Matéria OrientandoNome

44 Formas Normais Considerações Finais Normalizar evita introduzir inconsistências quando se alteram relações; porém obriga a execução de custosas operações de junção para a consulta de informações.

45 Mas, e aí?! Normalizar ou não Normalizar? Eis a questão! Formas Normais Considerações Finais A decisão deve ser tomada considerando-se o compromisso entre se garantir a eliminação de inconsistências na base, e eficiência de acesso.

46 Formas Normais Regras de Inferência para DFs 1.Reflexiva. Se X Y, então X Y 2.Aumentativa. Se X Y, então XZ YZ 3.Transitiva. Se X Y e Y Z, então X Z 4.Decomposição/projeção. Se X YZ, então X Y e X Z 5.União/aditiva. Se X Y e X Z, então X YZ 6.Pseudotransitiva. Se X Y e WY Z, então WX Z

47 Formas Normais Regras de Inferência (DFMs) 1.Reflexiva. Se X Y, então X Y 2.Aumentativa. Se X Y, então XZ YZ 3.Transitiva. Se X Y e Y Z, então X Z 4.Complementação. Se X Y, então X ( R - (X Y) ) 5.Aumentativa (DFM). Se X Y e W Z, então WX YZ 6.Transitiva (DFM). Se X Y e Y Z, então X (Z - Y) 7.Replicação. Se X Y, então X Y 8.Coalescência. Se X Y, e W com as seguintes propriedades: a) W Y é vazio; b)w Z e c) Y Z, então: X Z