NORMALIZACIÓN

        1.    Definición.

La normalización es una técnica que se utiliza para crear relaciones lógicas apropiadas entre tablas de una base de datos. La normalización se adoptó porque el viejo estilo de poner todos los datos en un solo lugar, como un archivo o una tabla de la base de datos, era ineficiente y conducía a errores de lógica cuando se trataba de manipular los datos. El proceso de normalización parte de las formas normales definidas por Edgar Frank Codd (1970) creador de las bases de datos relacionales. Primeramente, Codd formuló las tres primeras formas normales(1FN, 2FN, 3FN); posteriormente, unas anomalías detectadas forzaron a crear una forma normal más completa que la 3FN, es la FNBC (forma normal de Boyce y Codd), después Fagin definió la 4FN y 5FN. La normalización es el proceso mediante el cual se transforman datos complejos a un conjunto de estructuras de datos más pequeñas, que además de ser más simples y más estables, son más fáciles de mantener. Los seres humanos tenemos la tendencia de simplificar las cosas al  máximo. Lo hacemos con casi todo, desde los animales hasta con los automóviles. Vemos una imagen de gran tamaño y la hacemos más simple agrupando cosas similares juntas. Las guías que la normalización provee crean el marco de referencia para simplificar una estructura de datos compleja. La normalización se utiliza para mejor el esquema lógico, de modo que satisfaga ciertas restricciones que eviten la duplicidad de datos. Análisis y Diseño de Bases de Datos M.Sc. Ing. Hernando Buenaño Un Enfoque Práctico para Aprendizaje en el Aula 76 Objetivos de la Normalización Minimizar la redundancia Minimizar el mantenimiento de datos Minimizar el impacto de futuros cambios (anomalías de actualización y anomalías de borrado) de de datos, e ingreso de información (anomalías de inserción

Existen 5 Formas Normales:

·       Primera Forma Normal (1FN)

·       Segunda Forma Normal (2FN)

·       Tercera Forma Normal (3FN)

·       Forma Normal de Boyce Codd(FNBC)

·       Cuarta Forma Normal (1FN)

·       Quinta Forma Normal (1FN)

Cada una de estas formas tiene sus propias reglas.

En general, las primeras tres formas normales son suficientes para cubrir las necesidades de la mayoría de las bases de datos. Antes de iniciar con la teoría referente a normalización es necesario conocer los conceptos de Dependencias Funcionales, los mismos que se utilizarán en la teoría de Normalización.

    2.    Dependencias Funcionales.

Codd introdujo el concepto de dependencia funcional como:

"Dados dos atributos A y B de una relación R, se dice que B es funcionalmente dependiente de A, si para cada valor de A existe un valor

De B, y sólo uno, asociado con él”. En otros términos, se puede decir que si dos tuplas de una relación R tienen el mismo valor en el atributo A deben tener el mismo valor en el atributo B. O dicho de otro modo, si conocemos el valor de A podemos conocer el valor de B. Definición. Un atributo B de un esquema de relación R depende funcionalmente de un atributo A de R, si y sólo si, cada valor de A está asociado con un único valor de B. Es decir, dado un valor de A queda unívocamente determinado el valor de B. Se dice que B depende funcionalmente de A, y que A determina funcionalmente a B. Tanto A como B pueden ser atributos simples o compuestos Suponga que tiene R = {A1, A2, A3, An} , R es una relación y A es un conjunto de atributos. Sea X, Y subconjuntos de A.

Notación DF: X á Y Se lee: X determina o implica Y Y depende funcionalmente de X Si y sólo si cada valor de X tiene asociado en todo momento un Único valor de Y

Donde: X es el determinante Y es el implicado X e Y se les dice Descriptores. Un determinante es un conjunto del que depende funcionalmente otro conjunto de atributos llamado implicado.

Ejemplo:

CI_estudiante àNombre_estudiante

Las CI del estudiante determina el nombre del estudiante. Dos descriptores son equivalentes cuando X à Y ٨ Y àX.

Ejemplo:

CI_ estudiante àNum_Carnet_estudiante y

Num_Carnet _estudiante àCI_estudiante

Notación:

X à Y ó bien, X1, Xn àY1,…, Ym n,m >=1

Axiomas de Amstrong

Conjunto de dependencias, que permite encontrar otras dependencias

implicadas por ellas, las cuales son consistentes y completas. Los axiomas de Armstrong son consistentes y completos Los Axiomas de Armstrong son más bien reglas de inferencia. Estas reglas permiten deducir todas las dependencias funcionales que tienen lugar a un conjunto dado de atributos que se dan a partir del conocimiento del problema. Reflexividad Los valores de X y Y que son un conjunto de atributos Y están incluidos o son iguales a los conjuntos de atributos X, entonces se cumplen que Y depende funcionalmente de X. Análisis y Diseño de Bases de Datos M.Sc. Ing. Hernando Buenaño Un Enfoque Práctico para Aprendizaje en el Aula 79  Es decir que matemáticamente es: (Y èX) è(X èY)

Por ejemplo

(Cod_Pais èCod_Cap) è( Cod_Cap èCod_Pais)

Siendo Cod_Pais el código del Pais y Cod_Cap el código de la Capital.

Aumentatividad  Si el conjunto de atributos Y depende funcionalmente de X, entonces dicha dependencia se mantiene aunque se añada un atributo a ambos conjuntos. Es decir, si:

(X è Y) è(X.Z è Y.Z)

Por ejemplo si:

ci ènombre

ci,dirección è nombre,dirección

Si con ci se determina el nombre de una persona, entonces con ci más la

dirección también se determina el nombre o su dirección.

Transitividad

Estos problemas fundamentales, son:

• Cierre de un conjunto de dependencias.

• Equivalencia lógica de esquemas.

• Deducción de dependencias.

• Cierre de un descriptor respecto de un conjunto de dependencias.

• Cálculo de las claves de un esquema

Tipos de Dependencias Funcionales

·       Dependencia Funcional Completa

·       Un atributo B de R tiene dependencia funcional completa de un atributo A

·       De una relación R, si tiene dependencia funcional de A pero no tiene

·       Dependencia funcional de ningún subconjunto de A.

·       Dependencia Funcional Multivaluada

·        

     3.       PRIMERA FORMA NORMAL

     La regla de la Primera Forma Normal establece que las columnas repetidas

    Deben eliminarse y colocarse en tablas separadas. Poner la base de datos en la Primera Forma Normal resuelve el problema de los encabezados de columna múltiples. Muy a menudo, los diseñadores de bases de datos inexpertos harán algo similar a la tabla no normalizada. Una y otra vez, crearán columnas que representen los mismos datos. La normalización ayuda a  clarificar la base de datos y a organizarla en partes más pequeñas y más fáciles de entender. En lugar de tener que entender una tabla gigantesca y monolítica que tiene muchos diferentes aspectos, sólo tenemos que entender los objetos pequeños y más tangibles, así como las relaciones que guardan con otros objetos también pequeños. Si una relación no está en 1FN, hay que eliminar de ella los grupos repetitivos. Un grupo repetitivo será el atributo o grupo de atributos que tiene múltiples valores para cada tupla de la relación. Por Ejemplo: En la  siguiente tabla se encuentran los datos del alquiler de diferentes películas. Esta tabla se encuentra en Forma Normal 0. (Totalmente Desnormalizada).

3.1.        Segunda Forma Normal

Una tabla se dice que está en 2FN si y sólo si cumple dos condiciones:

1) Se encuentra en 1 FN

Análisis y Diseño de Bases de Datos M.Sc. Ing. Hernando Buenaño

Un Enfoque Práctico para Aprendizaje en el Aula 88

2) Todo atributo secundario (aquéllos que no pertenecen a la clave

Principal, los que se encuentran fuera de la caja) depende totalmente (tiene una dependencia funcional total) de la clave completa y, por tanto, no de una parte de ella. Esta forma normal sólo se considera si la clave principal es compuesta y, por tanto, está formada por varios atributos. Si la clave principal de la tabla está formada por un único atributo, entonces la tabla ya se encuentra en 2FN. Si una tabla T tiene como atributos A, B, C, D y la clave es A.B cumpliéndose las dependencias:

A.B——> C

B——> D

Se observa que la tabla no se encuentra en 2FN puesto que el atributo D no tiene una dependencia funcional total con la clave entera A.B, sino con una parte de la clave (B). Para convertir una tabla que no está en segunda forma normal a 2FN, se realiza una proyección y se crea:

1) Una tabla con la clave y todas sus dependencias totales con los

Atributos secundarios afectados

2) Otra tabla con la parte de la clave que tiene dependencias, junto con los atributos secundarios implicados La clave de la nueva tabla será la antigua parte de la clave. En nuestro ejemplo, tendremos que se va a crear una tabla con los datos de las Películas:

3.2.        Tercera Forma Normal.

Una tabla se dice que está en tercera forma normal si y sólo si se cumplen dos condiciones:

1) Se encuentra en 2FN

2) No existen atributos no primarios que son transitivamente dependientes de cada posible clave de la tabla. Esto quiere decir que un atributo secundario sólo se debe conocer a través de la clave principal o claves secundarias de la tabla y no por medio de otro atributo no primario. Por tanto, para pasar una tabla que no cumple la tercera forma normal a 3FN, se realiza una proyección y se genera:

1) Una tabla con la clave y todos los atributos no primarios que no son transitivos

2) Otra tabla con los atributos transitivos y el atributo no primario (que será la clave de la nueva tabla) por medio del cual mantienen la transitividad Lógicamente, en la primera tabla TI, el atributo C es clave ajena con respecto de T2 y de ese modo todos los atributos quedan relacionados entre sí. Es lo que se denomina interrelación entre la tabla TI y T2.

            3.3. Cuarta Forma Normal.

                       

                    La 4FN la generó Fagin tras el teorema que demostró y que dice:

"Una tabla T con atributos A, B y C se puede descomponer sin pérdidas en sus dos proyecciones T1(A,B) y T2(A,C) si y solo si la Dependencia Multivaluada A B | C se cumple en T" De ese modo, se define la 4FN de la siguiente forma:

Una tabla T se dice que está en 4FN si cumple dos condiciones:

1) Está en FNBC.

2) Las únicas Dependencias Multivaluadas existentes son las dependencias Funcionales de la clave con los atributos secundarios.

            3.4. Quinta Forma Normal.

Para que una tabla se encuentra en 5FN se deben cumplir dos  condiciones:

1) Se encuentra en 4FN

2) Toda Dependencia de Join viene implicada por las claves (principal o secundarias) de la tabla. Es decir, que la tabla estará en 5FN si es posible generar unas proyecciones y al realizar su join, los atributos comunes que realizan la operación (atributos de join) están formados por claves (principal o secundarias) de la tabla.

      4.    RESUMEN

         El proceso de normalización consiste: 1. Comprueba que cada tabla tiene un número fijo de columnas y las variables son sencillas (atómicas) 2. Identifica la clave primaria 3. Comprueba que todos los atributos (menos la clave primaria) depende de TODA la clave no de PARTE de ella. 4. Si existe dependencia parcial rompe la relación en varias subrelaciones. 5. Comprueba que todos los atributos dependen de la clave y no de otros atributos (dependencias transitivas) 6. Si existe dependencias no relacionadas con la clave primaria subdivide las tablas-

     

     5.    CONCLUSIONES

  Algunos de los aspectos que hemos podido percibir en este trabajo es todo lo que tenemos que tener en cuenta ciertos tramites a partir de realizar un sistema con base datos, y que por ejemplo los puntos importantes de este tema es los diversos factores a tener en cuenta para realizar una buena base de datos y mantenerla de una forma adecuada como diseñar una base de datos de una manera que la información que se maneje sea precisa, dar mantenimiento, darle una seguridad a la información de que el peso de la información no perjudique al sistema o pueda generar problemas.

     6.    APRECIACIÓN DEL EQUIPO

Este tema es de gran importancia en la cual hemos podido aprender muchos factores principales que debemos hacer cuando tengamos en frente a realizar una base de datos.

VIDEO

  
DIAPOSITIVA  http://es.slideshare.net/JorgeParedesToledo/normalizacin-62744140

     7.    LINKOGRAFÍA

§  Normalización a una base de datos, Sábado 04 de Mayo  del 2016, metamodel . Recuperado de,  https://metamodel.wordpress.com/2011/03/09/normalizacion-de-bases-de-datos-relacionales/

§  5FN de base de datos, Sábado 04 de Mayo  del 2016, wikihow Recuperado de,   http://es.wikihow.com/normalizar-datos

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