FORMAS NORMALES – NORMALIZACIÓN DE BASE DE DATOS.

Normalización.

La normalización de bases de datos consiste en aplicar una serie de reglas a las relaciones obtenidas tras el paso del modelo entidad-relación hacia el modelo relacional.

La normalización se usa en las bases de datos relacionales para:

  • Evitar la redundancia de los datos.
  • Evitar problemas de actualización de los datos en las tablas.
  • Proteger la integridad de datos.

En el modelo relacional, las relaciones se conocen generalmente como tablas, aunque para que una tabla sea considerada como una relación debe cumplir con las siguientes restricciones:

  • Cada columna debe tener su nombre único.
  • No puede haber dos filas iguales. No se permiten los duplicados.
  • Todos los datos en una columna deben ser del mismo tipo.

La normalización se aplica a las tablas de una base de datos. Al referirse como que una base de datos está en la forma normal N significa que todas sus tablas están en la forma normal N.

Generalmente, las primeras tres formas normales son suficientes para cubrir las necesidades de la mayoría de las bases de datos. El creador de las 3 primeras formas normales fue Edgar F. Codd.

 

Edgar F. Codd.

Edgar Frank “Ted” Codd fue un científico de la computación Inglés que, mientras trabajaba para IBM, inventó el modelo relacional de gestión de base de datos, la base teórica de las bases de datos relacionales. Hizo otras valiosas contribuciones a la informática, pero el modelo relacional, una teoría general muy influyente de la gestión de datos, sigue siendo su logro más mencionado.

Formas Normales.

Primera Forma Normal (1FN).

Una tabla está en Primera Forma Normal si:

  • Todos los atributos son atómicos. Un atributo es atómico si los elementos del dominio son indivisibles, mínimos.
  • La tabla contiene una clave primaria única.
  • La clave primaria no contiene atributos nulos.
  • No debe existir variación en el número de columnas.
  • Los Campos no clave deben identificarse por la clave (Dependencia Funcional)
  • Debe Existir una independencia del orden tanto de las filas como de las columnas, es decir, si los datos cambian de orden no deben cambiar sus significados
  • Una tabla no puede tener múltiples valores en cada columna.
  • Los datos son atómicos (a cada valor de X le pertenece un valor de Y y viceversa).

Esta forma normal elimina los valores repetidos dentro de una BD

Segunda Forma Normal (2FN).

Dependencia Funcional. Una relación está en 2FN si está en 1FN y si los atributos que no forman parte de ninguna clave dependen de forma completa de la clave principal. Es decir que no existen dependencias parciales. (Todos los atributos que no son clave principal deben depender únicamente de la clave principal).

En otras palabras podríamos decir que la segunda forma normal está basada en el concepto de dependencia completamente funcional. Una dependencia funcional  es completamente funcional si al eliminar los atributos A de X significa que la dependencia no es mantenida, esto es que  . Una dependencia funcional  es una dependencia parcial si hay algunos atributos  que pueden ser eliminados de X y la dependencia todavía se mantiene, esto es  .

Por ejemplo {DNI, ID_PROYECTO}  HORAS_TRABAJO (con el DNI de un empleado y el ID de un proyecto sabemos cuántas horas de trabajo por semana trabaja un empleado en dicho proyecto) es completamente funcional dado que ni DNI  HORAS_TRABAJO ni ID_PROYECTO  HORAS_TRABAJO mantienen la dependencia. Sin embargo {DNI, ID_PROYECTO} NOMBRE_EMPLEADO es parcialmente dependiente dado que DNI  NOMBRE_EMPLEADO mantiene la dependencia.

Tercera Forma Normal (3FN).

La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva entre los atributos que no son clave.

Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X->Z y Z->Y.

Por ejemplo, la dependencia SSN->DMGRSSN es una dependencia transitiva en EMP_DEPT de la siguiente figura. Decimos que la dependencia de DMGRSSN el atributo clave SSN es transitiva vía DNUMBER porque las dependencias SSN→DNUMBER y DNUMBER→DMGRSSN son mantenidas, y DNUMBER no es un subconjunto de la clave de EMP_DEPT. Intuitivamente, podemos ver que la dependencia de DMGRSSN sobre DNUMBER es indeseable en EMP_DEPT dado que DNUMBER no es una clave de EMP_DEPT.

Formalmente, un esquema de relación  está en 3 Forma Normal Elmasri-Navathe,2 si para toda dependencia funcional  , se cumple al menos una de las siguientes condiciones:

  1.  es superllave o clave.
  2.  es atributo primo de  ; esto es, si es miembro de alguna clave en  .

Además el esquema debe cumplir necesariamente, con las condiciones de segunda forma normal.

Forma Normal de Boyce-Cood (FNBC).

La tabla se encuentra en FNBC si cada determinante, atributo que determina completamente a otro, es clave candidata. Deberá registrarse de forma anillada ante la presencia de un intervalo seguido de una formalización perpetua, es decir las variantes creadas, en una tabla no se llegaran a mostrar, si las ya planificadas, dejan de existir.

Formalmente, un esquema de relación  está en FNBC, si y sólo si, para toda dependencia funcional  válida en  , se cumple que

  1.  es superllave o clave.

De esta forma, todo esquema  que cumple FNBC, está además en 3FN; sin embargo, no todo esquema  que cumple con 3FN, está en FNBC.

Cuarta Forma Normal (4FN).

Una tabla se encuentra en 4FN si, y sólo si, para cada una de sus dependencias múltiples no funcionales X->->Y, siendo X una super-clave que, X es o una clave candidata o un conjunto de claves primarias.

Quinta Forma Normal (5FN).

Una tabla se encuentra en 5FN si:

  • La tabla está en 4FN
  • No existen relaciones de dependencias no triviales que no siguen los criterios de las claves. Una tabla que se encuentra en la 4FN se dice que está en la 5FN si, y sólo si, cada relación de dependencia se encuentra definida por las claves candidatas.

Fuente: wikipedia.

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Acerca de tihuilo

Estudiante de Ing. en Sistemas y Computación
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