Normalización De Base De Datos
¿ Cómo surgió ?
En el proceso de normalización, según la propuesta original de Codd (1972a), un esquema de relación se somete a una serie de pruebas para "certificar" si pertenece o no a una determinada forma normal. ❑ Al principio, Codd propuso tres formas normales, a las que llamó formas normales primera (1FN), segunda (2FN) y tercera (3FN).
Más tarde, Boyce y Codd propusieron una definición más estricta de 3FN, conocida como forma normal de BoyceCodd. Todas estas formas normales se basan en las dependencias funcionales entre los atributos de una relación.
Posteriormente se propuso una cuarta forma normal (4FN) y una quinta (5FN), basadas en los conceptos de dependencias multivaluadas y dependencias de reunión, respectivamente.
Normalización ¿Qué es?
▪La normalización es el proceso empleado para mejorar el esquema lógico de la base de datos, de modo que satisfaga ciertas restricciones que eviten la duplicidad de datos.
▪La normalización garantiza que el esquema resultante se encuentra más próximo al modelo de la organización.
▪Son reglas que se basan en la clave primaria y las dependencias funcionales.
▪Cada regla que se cumple aumenta el grado de normalización.
Incapacidad para almacenar ciertos hechos.
▪Redundancias y, por tanto, posibilidad de inconsistencias.
▪Ambigüedades.
▪Pérdida de información
▪Pérdida de dependencias funcionales, es decir, de ciertas restricciones de integridad que dan lugar a independencias entre los datos.
▪Existencia de valores nulos (inaplicables).
▪Aparición, en la base de datos, de estados que no son válidos en el mundo real.
Por ejemplo:
La relación ESTUDIANTE_SOLICITA_BECA almacena datos sobre los estudiantes que solicitan becas, información sobre las propias becas y la fecha en que un estudiante solicita una beca.
Anomalías de modificación; ya que podemos, por ejemplo, cambiar la dirección de un estudiante en una tupla y por error no modificarla en el resto de las que corresponden al mismo estudiante, lo que da lugar a inconsistencias.
❖Anomalías de inserción: ya que si se quisiera incluir información sobre algún estudiante que no hubiera solicitado ninguna beca, no sería posible, al formar el atributo Cod_Beca parte de la clave primaria de la relación.
❖Ni tampoco podríamos introducir becas no solicitadas (recuerda que no se permiten nulos en ningún atributo que forme parte de la clave primaria).
Explicación
La normalización se lleva a cabo en una serie pasos.
➢Cada paso corresponde a una forma normal que tiene unas propiedades.
➢Conforme se va avanzando en la normalización, las relaciones tienen un formato más estricto (más fuerte) y, por lo tanto, son menos vulnerables a las anomalías de actualización.
Dependencias funcionales:
▪DEPENDENCIA FUNCIONAL
✓El concepto individual más importante en el diseño de esquemas relacionales es el de dependencia funcional.
✓Una dependencia funcional es una restricción entre dos conjuntos de atributos de la base de datos.
✓Suponiendo que un esquema de base de datos relacional tienen atributos A1, A2,... An , y que toda la base de datos se describe con un solo esquema de relación universal.
•DEPENDENCIA FUNCIONAL
✓Una dependencia funcional, denotada por:
X →Y
Entre dos conjuntos de atributos X y Y que son subconjuntos de R especifica una restricción sobre las posibles tuplas que podrían formar un ejemplar de relación r de R.
•R = {A1, A2, ... An}.
X →Y
✓La restricción dice que, para cualesquier dos tuplas t1 y t2, de r tales que t1[X] = t2[X], debemos tener también t1 [Y] = t2 [Y].
✓Esto significa que los valores del componente Y de una tupla de r dependen de los valores del componente X, o están determinados por ellos; o bien, que los valores del componente X de una tupla determinan de manera única (o funcionalmente) los valores del componente Y.
✓La restricción dice que, para cualesquier dos tuplas t1 y t2, de r tales que t1[X] = t2,[X], debemos tener también t1 [Y] = t2 [Y].
✓También se dice que hay una dependencia funcional de X a Y o que Y depende funcionalmente de X.
✓Dependencia funcional = DF. El conjunto de atributos X se denomina miembro izquierdo de la DF, y Y es el miembro derecho.
La utilidad principal de las dependencias funcionales es describir mejor un esquema de relación R mediante la especificación de restricciones sobre sus atributos que deban cumplirse siempre.
Primera Forma Normal (1FN)
Una relación está en primera forma normal (1FN) si, y sólo si, todos los dominios de la misma contienen valores atómicos, es decir, no hay grupos repetitivos…" (Marqués, 2001).
Un dominio es atómico si se considera que los elementos de ese dominio son unidades indivisibles.
La primera forma normal se considera ahora parte de la definición formal de relación; históricamente, se definió para prohibir los atributos multivaluados, los atributos compuestos y sus combinaciones.
✓Establece que los dominios de los atributos deben incluir sólo valores , atómicos (simples, indivisibles) y que el valor de cualquier atributo en una tupla debe ser un valor individual proveniente del dominio de ese atributo.
Un dominio es atómico si se considera que los elementos de ese dominio son unidades indivisibles.
relacional Compañía.
Esquema de la relación Departamento
Si agregamos el atributo LUGARESD, suponemos que cada departamento puede tener varios lugares.
Modelo relacional
Propiedades de las relaciones
▪Cada relación tiene un nombre y éste es distinto del nombre de todas las demás.
▪Los valores de los atributos son atómicos: en cada tupla, cada atributo toma un solo valor. Se dice que las relaciones están normalizadas.
▪No hay dos atributos que se llamen igual.
▪El orden de los atributos no importa: los atributos no están ordenados.
▪Cada tupla es distinta de las demás: no hay tuplas duplicadas.
▪El orden de las tuplas no importa: las tuplas no están ordenadas.
Un video para la entender el tema con más claridad:
En resumen:
La normalización de bases de datos es un proceso que organiza los datos para reducir la redundancia y mejorar la integridad. Esto se realiza dividiendo grandes tablas en más pequeñas y estableciendo relaciones mediante claves
Conclusión:
La normalización es esencial en el diseño de bases de datos, ya que optimiza la estructura de datos, mejora la eficiencia y asegura la consistencia de la información, lo que resulta en un sistema mejor.
Bibliografía
Miguel, A., Piattini M. y Marcos, E. (2000). Diseño de bases de datos relacionales. México: Alfaomega:Ra-Ma.
Silberschatz, A., Korth, H. y Sundarshan, S. (2002). Fundamentos de Bases de Datos. (4a ed.). McGraw-Hill: Madrid.
Date, C. J. (2001). Introducción a los sistemas de bases de datos. (7a ed.). Tr. Sergio Luis María Ruiz Faudón. México: Pearson Educación.
Elmasri, R. Navathe (2002). Sistemas de Bases de Datos. Conceptos fundamentales. (3a ed.). Madrid:Addison-Wesley Iberoamericana:Pearson Educación.
Marqués, M. (2001). Apuntes de ficheros y bases de datos. Universitat Jaume I, Campus de Riu Sec. España. consultado el 15 de julio 2006,
en: http://www3.uji.es/~mmarques/f47/apun/apun.html Si no encuentras el documento, pulsa aquí
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