Normalizacion

Normalización Wendy Cherres, Mayra Romero y Xiomara Vargas Revisado por: Ing Patricio Vicuña

Normalización Este capítulo examina los detalles del proceso de normalización. La normalización es la secuencia de las medidas por las que un modelo de base de datos relacional es creado y mejorado. La secuencia de etapas implicadas en el proceso de normalización se llama formas normales. Básicamente, las formas normales aplicadas durante un proceso de normalización permitirá la creación de una base de datos relacional como un modelo paso a paso de progresión.

Normalización La normalizaci ó n o estandarizaci ó n es la redacci ó n y aprobaci ó n de normas que se establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos independientemente, as í como garantizar el repuesto en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados y la seguridad de funcionamiento. La normalizaci ó n persigue fundamentalmente tres objetivos: Simplificación: Se trata de reducir los modelos quedándose únicamente con los más necesarios. Unificación: Para permitir la intercambiabilidad a nivel internacional. Especificación: Se persigue evitar errores de identificación creando un lenguaje claro y preciso

Normalización La normalización es el proceso de elaboración, aplicación y mejora de las normas que se aplican a distintas actividades científicas, industriales o económicas con el fin de ordenarlas y mejorarlas. ¿Qué es Normalización ? Elimina la duplicación de esfuerzos y minimiza los datos redundantes. El resultado es una mejor organización y un uso más eficaz del espacio físico, entre otros factores.

Anomalías El concepto de las anomalías La intención de la base de datos relacional es la eliminación de la teoría de las anomalías que ocurren en una base de datos. Anomalías pueden producirse durante los cambios de una base de datos. Una anomalía con respecto al diseño de Bases de datos relacionales es esencialmente un cambio a los datos erróneos y, más concretamente, a un solo registro.

Anomalías Insertar anomal í a.- causada cuando se inserta datos en el detalle y no tiene registro principal.

Eliminar anomalía.- causada cuando un registro se elimina de una tabla maestra, sin eliminar primero todos los registros hijos, en la tabla detalle. Anomalías

Actualización de anomalía- es similar a la eliminación, en la que tanto el maestro y los registros de detalle debe ser actualizado a fin de evitar registros huérfanos en detalle. Asegurándose de que cualquier actualización de clave primaria que se han propagado a los hijos relacionados con las claves foráneas en tabla. La dependencia y los factores determinantes. Dependencia funcional - es una conexión entre uno o más atributos. Por ejemplo si conocemos el valor de FechaDeNacimiento podemos conocer el valor de Edad . Las dependencias funcionales del sistema se escriben utilizando una flecha, de la siguiente manera: FechaDeNacimiento Edad La dependencia y los factores determinantes.

Aquí a FechaDeNacimiento se le conoce como un determinante. Se puede leer de dos formas FechaDeNacimiento determina a Edad o Edad es funcionalmente dependiente de FechaDeNacimiento . De la normalización (lógica) a la implementación (física o real) puede ser sugerible tener éstas dependencias funcionales para lograr la eficiencia en las tablas. La dependencia y los factores determinantes. Determinante - El factor determinante en la descripción de la dependencia funcional del anterior, X determina el valor de Y,. F(x)=2*1 Y=f(x) F(1)=2 f(2)=4 y x

La dependencia y los factores determinantes. Dependencia Transitiva - Sean X, Y, Z tres atributos (o grupos de atributos) de la misma entidad. Si Y depende funcionalmente de X y Z de Y , pero X no depende funcionalmente de Y , se dice que Z depende transitivamente de X . Simbólicamente sería: X Y Z entonces X Z FechaDeNacimiento Edad Edad Conducir FechaDeNacimiento Edad Conducir

La dependencia y los factores determinantes. Entonces tenemos que FechaDeNacimiento determina a Edad y la Edad determina a Conducir , indirectamente podemos saber a través de FechaDeNacimiento a Conducir (En muchos países , una persona necesita ser mayor de cierta edad para poder conducir un automóvil, por eso se utiliza este ejemplo). Candidatos principales- Un candidato clave (potencial o clave admisible) es un campo o combinación de campos que pueden actuar como un campo clave principal de una tabla así como, la identificación de forma única cada registro de la tabla. La Figura muestra cinco diferentes variantes de una tabla, todos los cuales tienen validado claves primarias, tanto de un campo y más de un campo. El número de las opciones mostradas en la Figura es un poco absurdo, pero demuestra el concepto.

La dependencia y los factores determinantes. Plena dependencia funcional- Esta situaci ó n se produce donde X determina Y, pero X combinado con Z no determina Y. En otras palabras, Y depende de X y X es un descriptor determinante. Y si depende de X con cualquier otra cosa, no hay dependencia funcional plena. Fundamentalmente X, el factor determinante, no puede ser una clave compuesta. Una clave compuesta contiene m á s de un campo (el equivalente de X con Z).

La dependencia y los factores determinantes. La Figura muestra que la POBLACIÓN depende de país, pero no en la combinación de TASA y el PAÍS. Por lo tanto, es una dependencia plenamente funcional entre la población y PAÍS porque TASA no es pertinente a población. Por el contrario, no hay pleno dependencia funcional entre la POBLACIÓN y la combinación de PAÍS y el TASA. Country Currency Rate

La dependencia y los factores determinantes. Dependencia de valores M ú ltiples- Esto tambi é n es conocido como dependencia de varios valores. Un ejemplo de una dependencia de varios valores es un campo que contiene una lista delimitada alg ú n tipo. Los m ú ltiples valores son dependientes en su conjunto sobre una clave principal. Una dependencia trivial de varios valores se produce entre dos campos cuando son los dos ú nicos campos en la tabla. Uno de ellos es la clave principal y la otra la lista de varios valores. Clave Especialidad Curso S01 Sistemas Natación S01 Bioquímica Danza S01 Sistemas Natación B01 Bioquímica Guitarra C03 Civil Natación

La dependencia y los factores determinantes. En esta tabla o relación no existe dependencia funcional porque los estudiantes pueden tener distintas especialidades, un valor único de clave puede poseer muchos valores de especialidades al igual que de valores de cursos. Por lo tanto existe dependencia de valores múltiples. Este tipo de dependencias produce redundancia de datos, como se puede apreciar en la tabla anterior, en donde la clave S01 tiene tres registros para mantener la serie de datos en forma independiente lo cual ocasiona que al realizarse una actualización se requiera de demasiadas operaciones para tal fin. Cíclico de la dependencia- El significado de la palabra "cíclica" es un patrón circular, recurrente, cerrado anillo, o una cadena de estructura circular. En el contexto de la base de datos relacional modelo cíclico de la dependencia significa que X depende de Y, que a su vez, depende también de la X, directa o indirectamente. Cíclico de la dependencia, por lo tanto, indica una pauta lógica circular de la interdependencia.

La dependencia y los factores determinantes. La dependencia Cíclico suele ocurrir con tablas que contiene una clave primaria compuesta de tres o más de los campos (por ejemplo, cuando tres campos están relacionados en pares entre sí). En otras palabras, X corresponde a Y, Y se refiere a la Z, y X se refiere a la Z. En última instancia se refiere de nuevo a la Z X.

Definición de las formas normales de la Manera Más Fácil ¿Cómo puedo realizar una normalización de forma sencilla? ¿Por qué es fácil? En un mundo perfecto, la mayoría de los diseños modelo de base de datos relacional son muy similares. La normalización es, en su mayor parte, es fácil y sobre todo es sentido común, con algunos conocimientos empresariales. Hay, por supuesto, muchas circunstancias excepcionales y casos especiales en que la interpretación de la normalización no cubrir todas las necesidades al 100 por ciento. Formas normales

1ra Forma Normal (1NF) Elimina la repetición de grupos. Define las claves principales. Todos los registros deben ser identificados únicamente con una clave principal. Una clave primaria es única y, por tanto, no se permiten valores duplicados. Todos los campos distintos de la clave primaria debe depender de la clave principal, ya sea directamente o indirectamente. Todos los campos deben contener un único valor. Todos los valores de cada campo debe tener el mismo dato. Crear una nueva tabla para mover la repetición de grupos de la tabla original.

1ra Forma Normal (1NF) Muestra la aplicación de 1NF, eliminando la repetición de campos mediante la creación de una nueva tabla, donde el original y nuevo cuadro se vinculan en un maestro-detalle, uno-a-muchos relación Se crean claves primarias de ambas tablas en las que los detalles de tabla tiene un compuesto principal llave. El compuesto clave principal contiene la tabla maestra de campo como clave principal el prefijo de su campo clave principal. Por lo tanto, el prefijo en el campo AUTOR DEL LIBROes la clave for á nea que apunta a la tabla maestra AUTOR.

1ra Forma Normal (1NF) Muestra lo que los datos se ve como en la alteración de la tabla AUTOR y la tabla libro, previamente la tabla AUTHORSBOOKS. Fíjate en cómo la introducción de la relación entre las dos tablas permite cualquier número de libros para cada uno de los autores a ser atendidas. Ninguna restricción sobre el número de libros por AUTOR Claves primarias única identificar las filas en cada cuadro Clave foránea de tabla maestra

Segunda Forma Normal 2NF Segunda forma normal se refiere a las relaciones y dependencias funcionales entre atributos no-claves. Una entidad que cumplan Segunda forma normal tiene que tener las siguientes características: De modo que si una entidad no se halla en segunda forma normal lo que deberemos hacer para convertirla será remover los atributos que son dependientes parcialmente (solo de parte) de la clave primaria. Si una entidad tiene clave primaria compuesta de varios atributos y/o relaciones, y si otro atributo depende únicamente de parte de tal identificador compuesto, entonces el atributo y la parte de la clave primaria de la cual depende, deberán formar la base de una nueva entidad. 1 La entidad debe estar en primera forma normal. 2 Que todos lo atributos no clave sean dependientes totalmente de la clave primaria.

Segunda Forma Normal Indicando los dos puntos de una forma diferente, eliminar los campos que son independientes de la clave principal. Crear una nueva tabla para separar la parte parcialmente dependientes de la clave principal y sus dependientes campos. 2NF aparentemente realiza una función similar a la de 1NF, pero cuando crea una tabla y tenemos valores repetidos estos campos son trasladados a una nueva tabla. El nuevo cuadro es una de las principales clave que consta de un solo campo. Normalmente, 2NF crea relaciones de muchos a uno entre las relaciones dinámicas y los datos, la supresión de los datos de tablas transaccionales en las nuevas tablas.

Segunda Forma Normal El cuadro se encuentra en 1NF para después realizar la separación del grupo de libros de los autores. La editorial y la información objeto son relativamente estable en comparación con los libros.

Segunda Forma Normal En la Figura 4-17, muchos-a-uno son las relaciones establecidas entre las tablas din á micas est á ticas, es decir, BOOK a PUBLISHER y BOOK a SUBJECT. Al aplicar 1NF, uno-a-muchos son relaciones establecido entre el capit á n y los cuadros de detalle, como se muestra en la Figura 4-10 y Figura 4-11. Aplicaci ó n de 2NF establece la misma relaci ó n, excepto que es m á s f á cil de entender la ligera diferencia llamando que una relaci ó n de muchos a una relaci ó n. Matem á ticamente, uno-a-muchos relaci ó n es id é ntica a una muchos a una relaci ó n, sin embargo, 1NFs y 2NFs son completamente diferentes, porque el uno a muchos relaci ó n se establece por una raz ó n completamente diferente.

Segunda Forma Normal Luego creamos las relaciones entre nuevas tablas que hemos creado con la entidad libro, creándose una relación de uno a muchos.

Segunda Forma Normal Las claves primarias se crean tanto en el editor y tema tablas para identificar de forma exclusiva los editores y los temas dentro de sus respectivos dos tablas. Identificar las relaciones LIBRO con las entidades editor y tema ya se crea la clave principal compuesta de la tabla LIBRO.

Segunda Forma Normal Es importante comprender estas relaciones 2NF en la dirección opuesta de modo que las entradas de la Libreta depende de la existencia de PUBLISHER y SUBJEC. Así pues, los editores y los temas deben existir para un libro o cada libro debe tener un editor y tema. , la excepción podría ser un editorial en quiebra. Por el contrario, la relación entre PUBLISHER y BOOK mas SUBJECT son en realidad uno a cero, uno, o muchos. Esto significa que no todos los editores absolutamente tienen que tener títulos publicados, y también que no siempre hay un libro sobre cada tema disponible.

Segunda Forma Normal Es evidente en este ejemplo que utilizando la 2NF físicamente hemos ahorrado espacio. La duplicación se ha eliminado ya que sólo tenemos un registro de SUBJECT y un número de registros mucho menor de PUBLISHER. Tenemos un nuevo ejemplo que muestra dos cuadros en 1NF. Ponga el SALE_ORDER y ALE_ORDER_ITEM cuadros presentados en la Figura 4-2 en 2NF: 1. Crear dos nuevas tablas con los campos correspondientes. 2. Eliminar los campos correspondientes de los cuadros originales. 3. Crear claves principales en los nuevos cuadros. 4. Crear las relaciones y definición de claves foráneas y colocación adecuada.

Segunda Forma Normal 2NF requiere crear las nuevas tablas de campos que en parte depende de las claves principales. 1. Crear la tabla CLIENTE para eliminar los datos de la tabla SALE_ORDER. 2. STOCK_ITEM crear la tabla para eliminar los datos de la tabla SALE_ORDER_ITEM. ¿Cómo funciona?

Segunda Forma Normal Esto muestra la creación de dos nuevos cuadros. Otra diferencia es que los campos de la clave foránea aparecen en las tablas originales en lugar de las nuevas tablas, teniendo en cuenta la dirección de la relación entre el original y las nuevas tablas.

Tercera Forma Normal Para que una entidad esté en tercera forma normal deben cumplirse dos condiciones: De modo que si deseo transformar una entidad que no esté en tercera forma normal, lo que deberá hacerse es remover los atributos no clave que dependen de otros atributos no clave. Si un atributo de una entidad es dependiente de otro atributo, el cual no es parte de la clave primaria, entonces estos atributos deberían formar parte de una nueva entidad, la cual tiene relación de uno a muchos con la entidad original. La clave primaria de la nueva entidad es aquel atributo sobre el cual el segundo atributo es dependiente. 1 Que la entidad esté en segunda forma normal. 2 Que todos los atributos no claves son independientes de el resto de atributos no clave.

Tercera Forma Normal Este ejemplo muestra una interpretación más fácil la de la 3NF donde tenemos una relación de muchos a muchos y nos presenta la posibilidad de que más de un registro serán devueltos mediante una consulta que une ambas tablas.

Tercera Forma Normal Si se busca para el empleado Colombia, tres tareas siempre se devolverán. Del mismo modo, si la búsqueda de la tercera tarea, dos empleados siempre se devolverán. Un problema que se plantearía esta situación cuando la búsqueda de un atributo específico para una determinada tarea cuando ésta es una tarea única asignado a un único empleado. Sin la nueva misión creada por la tabla ASSIGNMENT por la 3NF, la búsqueda de una asignación individual sería imposible.

Tercera Forma Normal Otra forma de ver la 3NF es como se muestra en el ejemplo, donde los campos comunes a más de un cuadro pueden ser trasladado a una nueva tabla, como lo demuestra la creación de la tabla FOREIGN_EXCHANGE. Al principio, esto parece como un 2NF transformación campos porque no depende de la clave principal se quitan a la nueva tabla. Ambos Proveedores han facilitado las direcciones y, por lo tanto, hay dependencias transitivas entre ellas, a través de direcciones de ubicación), en última instancia a los clientes y proveedores.

Tercera Forma Normal Clientes y proveedores utilizar las monedas en función de los países en que se encuentran en el ejemplo muestra un 3NF transformación que permite la eliminación de información común de los CUSTOMER(cliente) y SUPPLIER(Proveedores) por dos razones: De divisas y la tasa no depende de clientes y proveedores claves primarias, a pesar de que la moneda que utilizan depende de que el cliente o proveedor son sobre la base del país en el que hacemos negocios. La moneda y EXCHANGE_RATE campos que antes de la transformación de los cuadros son transitivamente depende de clientes y proveedores claves principales, ya que dependerá de la CURRENCY_CODE, que a su vez no depende de las direcciones. La transformación del ejemplo anterior podría ser concebido como 2NF debido a que la relación de muchos a uno es la creación de una relación más estable mediante la creación de la tabla FOREIGN_EXCHANGE.

Tercera Forma Normal Obviamente, la transformación 3NF disminuye el tamaño de la base de datos, en general, porque las copias repetidas de la moneda y EXCHANGE_RATE se han normalizado en la tabla FOREIGN_EXCHANGE y retirarse completamente de las tablas de clientes y proveedores.. Otra versión de 3NF encontrado es como se muestra en el siguiente ejemplo. En este caso, existe una clara dependencia transitiva de CIUDAD al Departamento y en el campo clave principal EMPLEADO. Una dependencia transitiva se produce cuando un campo depende de otro, que a su vez depende de un tercer campo, el tercer campo suelen ser la clave principal. El estado de dependencia transitiva también puede interpretarse como un campo que no depende totalmente de la clave principal.

Tercera Forma Normal En este ejemplo existe una dependencia transitiva porque se supone que cada empleado se le asigna a un determinado departamento. Cada departamento dentro de una empresa se basa exclusivamente en una determinada ciudad. En otras palabras, cualquier empresa en la base de datos no solo han propagado a través de los departamentos más de una sola ciudad.

Tercera Forma Normal Otro caso típico 3NF, un valor calculado que se almacena en una tabla. Además, el valor calculado el resultado de los valores en otros campos dentro de la misma entidad. En esta situación, el campo calculado es, en realidad no totalmente dependientes de la clave primaria (transitivamente dependientes) y, por tanto, no requiere necesariamente una nueva tabla. Campos calculados son simplemente eliminadas. En otras palabras, cualquier empresa en la base de datos no solo han propagado a través de los departamentos más de una sola ciudad.

Tercera Forma Normal Generalmente hay una buena razón para la inclusión de campos calculados, por lo general el rendimiento desnormalización. Supongamos que un departamento dentro de la empresa se encuentra en sólo una ciudad. Así, asumir que una ciudad es que siempre depende de un departamento de ventas. Ponga el SALE_ORDER y STOCK_ITEM tablas en 3NF. Eliminar algunos campos calculados y crear una nueva tabla. Eliminar los campos de una tabla original a una nueva mesa. Crear una clave principal en la nueva tabla. Crear un número a una relación entre la tabla original y la nueva tabla, la definición y colocar una clave externa adecuada.

Tercera Forma Normal ¿Cómo funciona? 3NF requiere la eliminación de las dependencias transitivas. 1. Crear la tabla como STOCK_SOURCE_DEPARTMENT la ciudad depende del departamento, que es a su vez depende de la clave principal. Esta es una dependencia transitiva. 2. Retire el TOTAL_PRICE, y TOTAL_AMOUNT campos de la tabla SALE_ORDER porque todos estos campos transitivamente depende de la suma de STOCK_QUANTITY y STOCK_UNIT_PRICE valores de otras dos tablas. El SALES_TAX campo pasa a un porcentaje para permitir la posterior cálculo del impuesto sobre las ventas de valor.

Boyce Codd Normal-Forma (BCNF) Una tabla debe estar en 3NF. Una tabla puede tener sólo uno de los candidatos principales. BCNF es un candidato clave , por definición, una clave única, y, por tanto, un potencial clave principal. Si una tabla contiene más de un candidato clave (clave principal), tiene un problema .

Boyce Codd Normal-Forma (BCNF) En esencia, prohíbe una tabla a partir de tener dos claves principales. ¿Por qué? Esto no es una rígida norma comercial, pero más de un pricipal requisito perspectiva de nuestro modelo. En otras palabras, es bueno, pero no es comercialmente fresco.

4ta Forma Normal (4NF) Hace lo siguiente: La tabla debe estar en 3NF o BCNF (Clave única) con 3NF. Transforma las múltiples dependencias valoradas en dependencias funcionales. Esto implica que un valor de varios valores y no dependen de una clave principal. Eliminar varios conjuntos de múltiples valores o varios valores dependencias, a veces descrito como no trivial.

4ta Forma Normal (4NF) Que es lo que podemos observar ,que se realiza una transformación parcial 4NF, dividiendo habilidades y las certificaciones de los trabajadores de las tablas correspondientes. Esta es sólo una transformación parcial, sin embargo, porque todavía hay relacion de muchos-a-muchos entre las tablas EMPLEADO SKILL, y empleados con certificación.

4ta Forma Normal (4NF) En esta figura se nos resuelve el de muchos a muchos en las relaciones EMPLOYEE_SKILL y EMPLOYEE_CERTIFICATION , que figuran como de muchos a muchos relaciones en la figura anterior Esencialmente, los intentos de generar 4NF juegos o conjuntos de difusión en distintos registros en tablas separadas, registro individual de cada uno se torne más fácil el acceso al hacer una búsqueda especifica.

5 de forma normal (5NF) La tabla debe estar en 4NF. 5NF hace lo siguiente Cíclicos dependencias deben ser eliminadas

5NF también se conoce como forma normal de proyección (PJNF). El término "proyección" se utiliza para describir nuevas tablas que contienen un subconjunto de los datos de la tabla original. 5NF

5 de forma normal (5NF) Una dependencia cíclico es simplemente algo que depende en una cosa, ya sea de forma directa en indirectamente El cíclico es la dependencia es que todo está relacionado con todo lo demás, incluida la propia. En otras palabras, hay una o una combinación excluyendo repeticiones En conclusion: 5NF es similar a 4NF en tanto que el intento de reducir al mínimo el número de campos de claves compuestas.

Se puede mostrar esta forma asì: Comenzamos por la creación de un campo compuesto de tres claves primarias, luego procedemos a insertar datos, para que nuestra tabla nos quede de esta forma.

5NF En esta imagen podremos observar, la transformación de 5NF único compuesto de tres campo clave principal de tabla a tres semi-tablas relacionadas, cada uno con dos compuestos de campo claves primarias.

5NF ¿Por qué es el término usado semirelacionados? Debido a que la herramienta utilizada en este caso para dibujar ERDs en realidad no permiten la creación de la División de Respuesta de Emergencia se muestra en la lado derecho del diagrama Esto es muy interesante, sin embargo, todos los textos indican que la5NF transformación se muestra en esta como verdadera y correcta.

5NF Para consultar la base de datos debería ,coincidir las dos preguntas , en este caso, los registros de una tabla deben coincidir con los registros de los tres se sumaron a las tablas.

DKNF 1 Es una forma ideal y un final o forma final de la normalización de bases de datos relacionales. 2 Es matemáticamente más perfecto y tiene la belleza en su simplicidad

BD Relacional Modelo comercial donde la mayoría de bases de datos requieren no sólo las coincidencias exactas, sino también la búsqueda de gama de presentación de informes, este nivel de intensidad en la normalización casi siempre tiene un serio impacto negativo en la base de datos general y el rendimiento de las aplicaciones y, por tanto, un efecto negativo en los usuarios finales satisfacción

un modelo de base de datos completamente normalizado debe aparecer: 1ero 2do 3ero 4to No puede Haber: Inserción, Modificación, o Supresión de Datos anomalías. Todos los datos de validación se realiza en el modelo de base de datos En general, es de conocimiento común que algunos reglas de aplicación de negocio es a menudo más eficaz dividida entre la bd y aplicaciones. Cada registro de cada tabla debe ser singularmente identificables y Directamente relacionada Con la clave primaria en su tabla.

Resumen Beneficios y riesgos potenciales comprensión del método de normalización Integridad Referencial, las 5NF, BCNF, DKNF definición Especial terminología utilizada en las formas normales Normalización Un purista Forma Normal Un Laico 1ero 2do 3ero 4to

Wendy Cherres, Mayra Romero y Xiomara Vargas Gracias…!

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