Normalização de Dados Profa. Dra. Marilde Santos

Apresentação em tema: "Normalização de Dados Profa. Dra. Marilde Santos"— Transcrição da apresentação:

1 Normalização de Dados Profa. Dra. Marilde Santos
Departamento de Computação – UFSCar

2 SGBD + Banco de Dados Independência de dados Consistência de dados
Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

3 Consistência de Dados SGBDRegras de Integridade Validade Completeza
Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

4 Consistência de Dados O controle de consistência pode ser exercido:
Pelo gerenciador; Pelos aplicativos; Pela própria construção do sistema. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

6 Formas Normais Primeira Forma Normal
Uma relação está na 1a. forma normal quando todos os seus atributos são atômicos e monovalorados. ? Nome DataNasc Idade DataMatrícula São atômicos? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

7 Formas Normais Primeira Forma Normal
Uma relação está na 1a. forma normal quando todos os seus atributos são atômicos e monovalorados. ! Nome DataNasc Idade DataMatrícula DataNasc e DataMatrícula serão atributos atômicos se não forem utilizadas “partes” das datas em outras relações do Banco de Dados. São atômicos? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

10 Formas Normais Primeira Forma Normal
Atributos multivalorados Telefone Nome Idade DataNasc Quantos números de telefone? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

11 Formas Normais Primeira Forma Normal
Atributos multivalorados Se forem 3 números Telefone Nome Idade DataNasc Nome Idade DataNasc fone1 fone2 fone3 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

12 Formas Normais Primeira Forma Normal
Se forem muitos números Atributos multivalorados Telefone Nome Idade DataNasc Nome Idade DataNasc Nome Telefone Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

15 Formas Normais Atributo Primo
Todo atributo que pertence a uma chave candidata é denominado primo. O que é mesmo chave candidata? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

16 Formas Normais Segunda Forma Normal
Uma relação está na 2a. 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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

17 Formas Normais Segunda Forma Normal
Número Sigla Sala Número -Horas Número,Sigla  Sala, Número-Horas Sigla  Número-Horas Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

18 Formas Normais Segunda Forma Normal
Número Sigla Sala Número -Horas Número Sigla Sala Sigla Número-Horas Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

19 Formas Normais Segunda Forma Normal
Evita: Inconsistências devido a duplicidade de informações Perda de dados em operações de remoções / alteração na relação Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

20 Formas Normais Segunda Forma Normal
Número Sigla Horário Número-Horas 1 DC122 10:00 2 2 DC122 14:00 2 1 DC189 8:00 3 2 DC189 4 15:00 Valores Inconsistentes 1 DC134 16:00 2 Número,Sigla  Sala, Número-Horas Sigla  Número-Horas Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

21 Formas Normais Segunda Forma Normal
Número Sigla Horário Número-Horas 1 DC122 10:00 2 2 DC122 14:00 2 1 DC189 8:00 3 2 DC189 4 15:00 Se não houver turmas de uma determinada disciplina em um semestre, perde-se a informação sobre o Número de Horas!!! 1 DC134 16:00 2 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

22 Formas Normais Terceira Forma Normal
Uma relação está na 3a. Forma normal quando: Está na 2a. F.N. E; Todos os seus atributos não primos são dependentes não transitivos de uma chave candidata. Mas o que é Dependência Funcional Transitiva? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

23 Formas Normais Terceira Forma Normal
Mas o que é Dependência Funcional Transitiva? Seja a relação R(X, Y, A), A é transitivamente dependente de X, se existe Y tal que: X Y, Y não determina X YA A XY Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

24 Formas Normais Terceira Forma Normal
Número Prédio Sigla Sala Número, Sigla  Sala, Prédio Sala  Prédio Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

25 Formas Normais Terceira Forma Normal
Número Sala Prédio Sigla Número, Sigla  Sala Sala  Prédio Número Sigla Sala Sala Prédio Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

26 Formas Normais Terceira Forma Normal
Evita: inconsistências devido a duplicidade de informações perda de dados em operações de remoções / alteração na relação Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

27 Formas Normais Terceira Forma Normal
Número Sigla Prédio Sala DC102 1 2 3 4 12 E1 C2 DC155 DC104 Número, Sigla  Sala, Prédio Sala  Prédio Valores Inconsistentes!!!!! Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

28 Formas Normais Terceira Forma Normal
Número Sigla Prédio Sala DC102 1 2 3 4 12 E1 C2 DC155 DC104 Se não houver aula em uma determinada sala nesse semestre perde-se a informação sobre qual prédio contém a tal sala. Número, Sigla  Sala, Prédio Sala  Prédio Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

29 Formas Normais Terceira Forma Normal
Uma relação está na 3a. Forma normal quando: Está na 2a. 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 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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!!! Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

31 Formas Normais Forma Normal de Boyce-Codd
Apostila Disciplina SO1 BD1 ED1 BD2 SO BD ED Pr1 Central Sul Id_Propried Nome_Região Lote Área L54 500 Pr2 Pr3 Pr4 L2 L14 L23l 800 1000 Pr5 Pr6 Pr7 Norte 1500 L414 L43l Leste L400 Id_propried  Nome_região, Lote, Área Nome_região, Lote  Id_propried, Área Área  Nome_região Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

32 Formas Normais Forma Normal de Boyce-Codd
Apostila Disciplina SO1 BD1 ED1 BD2 SO BD ED Pr1 Central Sul Id_Propried Nome_Região Lote L54 500 Pr2 Pr3 Pr4 L2 L14 L23l 1000 Área Apostila Id_Propried Lote Disciplina Área Área Nome_Região SO1 Pr1 L23l SO 500 500 Central BD1 BD Pr2 L14 500 BD1 BD 1000 Sul Pr3 L2 ED1 ED 1000 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos Pr4 BD2 L54 BD 1000

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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)): 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] Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

36 Formas Normais Dependências Funcionais Multivaloradas
Alzira ES BD Paulo Sonia Nome Matéria Orientando Pedro Matéria Nome A t3[X] = t4[X] = t1[X] = t2[X]; t3[Y] = t1[Y] e t4[Y] = t2[Y]; Orientando Nome A Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos t3[Z] = t2[Z] e t4[Z] = t1[Z].

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???? Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

38 Formas Normais Quarta Forma Normal
A  B é uma DFM Trivial se: B A ou AB=R Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

39 Formas Normais Quarta Forma Normal
Nome Matéria Orientando Carlos SO Mario Carlos SO Ana Alzira Paulo BD Alzira ES Paulo Alzira BD Sonia Alzira ES Sonia Nome não é superchave. Matéria Nome A Novembro de 2003 Orientando Nome A Profa. Marilde Santos

40 Formas Normais Quarta Forma Normal
Nome Matéria Orientando SO Carlos Alzira ES BD Mário Ana 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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

41 Formas Normais Quarta Forma Normal
Nome Matéria Orientando Carlos SO Mário Carlos SO Ana Alzira BD Paulo Alzira Sonia BD Alzira ES Paulo Alzira ES Sonia Alzira BD Pedro Alzira Novembro de 2003 ES Profa. Marilde Santos 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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

43 Formas Normais Quarta Forma Normal
Nome Matéria Orientando Carlos SO Mário Carlos SO Ana Alzira BD Paulo Alzira BD Sonia Alzira ES Paulo Alzira ES Sonia Alzira BD Pedro Alzira ES Pedro Nome Orientando Nome Matéria Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos A A Matéria Nome Orientando Nome

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. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

45 Formas Normais Considerações Finais
Mas, e aí?! Normalizar ou não Normalizar? Eis a questão! A decisão deve ser tomada considerando-se o compromisso entre se garantir a eliminação de inconsistências na base, e eficiência de acesso. Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos

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 Novembro de 2003 Profa. Marilde Santos