NORMALIZACIJA

1
NORMALIZACIJA

• ANA KIŠUREK, 781
• DINO DUŠANIC, 715

2
RAZVOJ NORMALIZACIJE

• Edgar F. Codd
• A Relational Model of Data for Large Shared
  Data Banks
• There is, in fact, a very simple elimination
  procedure which we shall call normalization.
  Through decomposition nonsimple domains are
  replaced by domains whose elements are atomic
  (nondecomposable) values.

3
RAZVOJ NORMALIZACIJE

• 1NF- Codd, 1970.
• 2NF- Codd, 1971.
• 3NF- Codd, 1971.
• BCNF- Boyce i Codd, 1974.
• 4NF- Fagin, 1977.
• 5NF- Fagin, 1979.

4
RAZVOJ NORMALIZACIJE

• osnovni ciljevi relacijskog modela
• - zaštita korisnika
• - lakši pristup podacima
• to se postiže tako da se
• - sprecavaju anomalije održavanja podataka
• - na minimum svede potreba za reorganizacijom
• - omoguci bolje korištenje informacija

5
REDUNDANCIJA

• memoriranje više kopija iste informacije
• velik broj kopija cini njihovo održavanje
  izuzetno teškim
• velike probleme izaziva nekontrolirana
  redundancija tj. kada se kopije informacija
  pojavljuju neželjeno i nesvjesno od strane
  korisnika

6
ANOMALIJE ODRŽAVANJA

• Anomalije održavanja su
• - potencijalna inkonzistencija
• - anomalije unosa
• - anomalije brisanja podataka u bazi

7
ANOMALIJE ODRŽAVANJA

• POTENCIJALNA INKONZISTENCIJA
• najuocljivija je posljedica nekontrolirane
  redundancije
• pojava da se podaci ne slažu
• na jednom mjestu piše jedan podataka dok na
  drugom piše neki drugi i nismo sigurni koji je od
  podataka tocan

8
ANOMALIJE ODRŽAVANJA
zapID prezime ime
1001 Peric Pero
1005 Ivanic Ivana
1029 Josipic Josipa

• ANOMALIJA UNOSA

zapID BrProjekta imeProjekta telefon vrijeme
1001 3 ABCPromo 278-235 8
1001 6 DEFPromo 270-242 20
1005 1 GHIPromo 396-360 8
1005 3 ABCPromo 278-235 14
9
ANOMALIJE ODRŽAVANJA

• ANOMALIJA UNOSA
• Javlja se u slucajevima  kada se informacije o
  svojstvima jednog entiteta memorirane u bazi kao
  dio opisa nekog drugog entiteta
• npr. u okviru opisa svojstva jednog radnika
  memorirane informacije o opcini u kojoj radnik
  boravi
• može imati za posljedicu gubitak informacija

10
ANOMALIJE ODRŽAVANJA

• ANOMALIJA BRISANJA
• anomalija brisanja je inverzija anomalije unosa
• kod brisanja podataka ne mislimo da li pri tome
  brišemo i podatke o nekim drugim entitetima tako
  da možemo nenamjerno uništiti podatke koji su nam
  potrebni i važni

11
ANOMALIJE ODRŽAVANJA
BrProjekta imeProjekta telefon
3 ABCPromo 278-235
6 DEFPromo 270-242
1 GHIPromo 396-360

• ANOMALIJA
• BRISANJA

zapID BrProjekta imeProjekta telefon vrijeme
1001 3 ABCPromo 278-235 8
1001 6 DEFPromo 270-242 20
1005 1 GHIPromo 396-360 8
1005 3 ABCPromo 278-235 14
12
FUNKCIONALNA OVISNOST

• nacin opisivanja nezavisnosti atributa ili polja
  u našim tablicama
• možemo objasniti razlicite forme normalizacije
• npr. ako znam zapID mogu ti reci prezime
  zaposlenika, odnosno zapID funcionalno odreduje
  prezime zaposlenika
• simbolicki zapID?prezime

13
FUNKCIONALNA OVISNOST

• atribut B je funkcionalno ovisan o atributu A
• (A?B) ako vrijednost od A jednoznacno
  odreduje vrijednost od B
• ako u isto vrijeme postoje dvije n-torke s
  jednako vrijednošcu A, tada te n-torke moraju
  imati jednaku vrijednost B
• IZVJEŠTAJ (BR_INDEKSA, BR_KOLEGIJA,
• NASLOV_KOLEGIJA, IME_NASTAVNIKA,
• BR_SOBE_ NASTAVNIKA, OCJENA)

14
FUNKCIONALNA OVISNOST

• (BR_INDEKSA, BR_KOLEGIJA)?OCJENA
• BR_KOLEGIJA? NASLOV_KOLEGIJA
• BR_KOLEGIJA? IME_NASTAVNIKA
• BR_KOLEGIJA? BR_SOBE_ NASTAVNIKA
• IME_NASTAVNIKA? BR_SOBE_ NASTAVNIKA

15
FUNKCIONALNA OVISNOST

• VRSTE FUNKCIONALNIH OVISNOSTI
• Atribut B je potpuno funkcionalno ovisan o
  složenom atributu A ako je B funkcionalno ovisan
  o A i B nije funkcionalno ovisan ni o nijednom
  pravom podskupu od A
• svaki atribut relacije je funkcionalno ovisan o
  kljucu ali ta funkcionalna ovisnost ne mora biti
  potpuna.

16
FUNKCIONALNA OVISNOST

• VRSTE FUNKCIONALNIH OVISNOSTI
• OCJENA je potpuno funkcionalno ovisna o primarnom
  kljucu
• NASLOV_KOLEGIJA, IME_NASTAVNIKA I
  BR_SOBE_NASTAVNIKA su parcijalno ovisni o kljucu
• Za BR_SOBE_NASTAVNIKA kaže se da je tranzitivno
  ovisan o BR_KOLEGIJA

17
METODE NORMALIZACIJE

• Osnovne tehnike normalizacije su
• - vertikalna ( postupak normalizacije se
  izvodi dekompozicijom relacijske sheme ,te se
  koristi operacijom projekcije i prirodnog
  pridruživanja )
• - horizontalna ( skup atributa u
  relacijskoj shemi se ne mijenja,te se koristi
  operacijama selekcije i unije za transformaciju
  relacija na relacijskoj shemi )

18
METODE NORMALIZACIJE

• razlikujemu dvije vertikalne normalizacije
• 1. normalizacija dekompozicijom
• - konstruira izravno u traženoj
  normalnoj formi
• - ne provodi se u koracima
• 2. normalizacija sintezom
• - provodi se na nenormaliziranoj shemi
• - izvodi se u koracima

19
METODE NORMALIZACIJE

• Dekompozicija mora biti
• - provedena bez gubitka informacija
• - provedena bez izmjene funkcionalnih
• ovisnosti
• - reverzibilna

20
PRVA NORMALNA FORMA

• Prvi korak normalizacije relacijsku shemu
  transformira u 1NF
• Relacijska shema R nalazi se u prvoj normalnoj
  formi ako su svi nekljucni atributi funkcionalno
  ovisni o kljucu od R. Baza podataka nalazi se u
  prvoj normalnoj formi ako se svaka relacijska
  shema u njoj nalazi u prvoj normalnoj formi
• Relacija je u 1NF ako je vrijednost svakog
  atributa nedjeljiva i jednostruka

21
PRVA NORMALNA FORMA

• PRIMJER
• KUPAC

KUPACID IME PREZIME TELEFON
32 Ivan Ivic 031/222-555 031/222-556
33 Josip Josic 031/111-111
22
DRUGA NORMALNA FORMA

• u drugom koraku normalizacije relacijsku shemu
  prevodimo u drugu normalnu formu (2NF)
• relacijska shema R nalazi se u 2NF ako se svi
  nekljucni atributi nalaze u potpunoj
  funkcionalnoj ovisnosti o kljucu od R. Baza
  podataka nalazi se u 2NF ako se svaka relacijska
  shema u njoj nalazi
• podrazumijeva da tablica zadovoljava prvu
  normalnu formu i tice se samo tablica sa složenim
  primarnim kljucem (sastavljen od više atributa)

23
DRUGA NORMALNA FORMA

• Svodenje na 2NF
• Polaznu relaciju razbijamo na dvije relacije
• iz stare relacije uzmemo sve atribute koji su
  parcijalno ovisno o kljucu i napravimo novu
  relaciju
• drugu relaciju cine ostali atributi tj. oni koji
  su bili potpuno ovisni o kljucu

24
DRUGA NORMALNA FORMA

• IZVJEŠTAJ (BR_INDEKSA, BR_KOLEGIJA,
  NASLOV_KOLEGIJA, IME_NASTAVNIKA, BR_SOBE_
  NASTAVNIKA, OCJENA)
• KOLEGIJ (BR_KOLEGIJA, NASLOV_KOLEGIJA,
  IME_NASTAVNIKA, BR_SOBE_ NASTAVNIKA)
• IZVJEŠTAJ (BR_INDEKSA, BR_KOLEGIJA, OCJENA)

25
TRECA NORMALNA FORMA

• u trecem koraku normalizacije relacijsku shemu
  prevodimo u trecu normalnu formu (3NF)
• relacijska shema R nalazi se u 3NF ako je u 1NF i
  ako niti jedan nekljucni atribut nije tranzitivno
  ovisan o kljucu od R. Baza podataka nalazi se u
  3NF ako se svaka relacijska shema u njoj nalazi u
  3NF.
• podrazumijeva da se relacija nalazi u 2NF
• cilj je da se izbjegnu tranzitivne funkcionalne
  ovisnosti unutar jedne relacije

26
TRECA NORMALNA FORMA

• Svodenje na 3NF
• Polaznu relaciju razbijamo na dvije relacije
• zadržite u relaciji samo atribute koji potpuno
  ovise o primarnom kljucu
• grupirajte u jednu relaciju sve atribute koji su
  tranzitivno ovisni, atribut o kojemu su ovisni
  navedeni atributi duplicirajte u pocetnoj
  relaciji i odaberite ga za primarni kljuc nove
  relacije

27
TRECA NORMALNA FORMA

• KOLEGIJ (BR_KOLEGIJA, NASLOV_KOLEGIJA,
  IME_NASTAVNIKA, BR_SOBE_ NASTAVNIKA)
• KOLEGIJ (BR_KOLEGIJA, NASLOV_KOLEGIJA,
  IME_NASTAVNIKA)
• NASTAVNIK (IME_NASTAVNIKA, BR_SOBE_ NASTAVNIKA)

28
BOYCE- CODDOVA NF

• Determinanta je atribut (ili kombinacija
  atributa) o kojem je neki drugi atribut potpuno
  funkcionalno ovisan
• Relacija je u BCNF ako je svaka njezina
  determinanta ujedno i kandidat za kljuc
• Ocito je relacija koja je u BCNF takoder i u 2NF
  i 3NF, no postoje relacije koje su u 3NF, no nisu
  u BCNF

29
BOYCE- CODDOVA NF

• UPISAO (BR_INDEKSA, IME_NASTAVNIKA, BR_KOLEGIJA)
• KLASA (BR_INDEKSA, IME_NASTAVNIKA)
• PREDAJE (IME_NASTAVNIKA, BR_KOLEGIJA)

30
CETVRTA NORMALNA FORMA

• IZVOZ (KOMPANIJA, PROIZVOD, ZEMLJA)

KOMPANIJA PROIZVOD ZEMLJA
IBM IBM IBM IBM IBM IBM HP HP HP HP HP HP Fujitsu Fujitsu Desktop Desktop Desktop Mainframe Mainframe Mainframe Desktop Desktop Desktop Server Server Server Mainframe Mainframe Francuska Italija Velika Britanija Francuska Italija Velika Britanija Francuska Španjolska Irska Francuska Španjolska Irska Italija Francuska
31
CETVRTA NORMALNA FORMA

• RADI (KOMPANIJA, PROIZVODI)
• PRODAJE (KOMPANIJA, ZEMLJA)

KOMPANIJA PROIZVOD
IBM IBM HP HP Fujitsu Desktop Mainframe Desktop Server Mainframe
KOMPANIJA ZEMLJA
IBM IBM IBM HP HP HP Fujitsu Fujitsu Francuska Italija Velika Britanija Francuska Španjolska Irska Italija Francuska
32
CETVRTA NORMALNA FORMA

• zadana je relacija R(A,B,C). Višeznacna ovisnost
  A??B vrijedi ako skup B- vrijednosti koji se u R
  pojavljuju uz zadani par (A-vrijednosti,
  C-vrijednosti) ovisi samo o A- vrijednosti, a ne
  i o C-vrijednosti
• relacija R je u 4NF ako vrijedi kad god postoji
  višeznacna ovisnost u R, na primjer A??B, tada su
  svi atributi od R funkcionalno ovisni o A.
• ekvivalentno, R je u 4NF ako je u BCNF i sve
  višeznacne ovisnosti u R su zapravo funkcionalne
  ovisnosti

33
PETA NORMALNA FORMA

• relacija R zadovoljava spojnu ovisnost ako se
  nakon dekompozicije na tri ili više relacija može
  ponovo spojiti u pocetnu relaciju
• relacija je u 5NF ako i samo ako je u spojnoj
  ovisnosti svaki od atributa kandidat za kljuc
  tablice tj. ako se više ne može reverzibilno
  dekomponirati
• višeznacna ovisnost specijalni slucaj spojne
• ovisnosti
• cesto je zovu i Project-join normalna forma 
• (PJ/NF)

34
PETA NORMALNA FORMA
MB P_NAZIV IME
1 Violina Anic
1 Flauta Peric
2 Violina Peric

• KLASA_PREDAVANJA
• (MB,P_NAZIV,IME)

STUDENT_PREDMET STUDENT_NASTAVNIK
PREDMET_NASTAVNIK
MB P_NAZIV MB IME P_NAZIV IME
1 Violina 1 Anic Violina Anic
1 Flauta 1 Peric Flauta Peric
2 Violina 2 Peric Violina Peric
35
DENORMALIZACIJA

• ograniceno i kontrolirano narušavanje normalnih
  formi
• razlozi denormalizacije
• složeni atribut
• efikasno citanje podataka

36
DENORMALIZACIJA

• SLOŽENI ATRIBUT
• Dogada se da nekoliko atributa u relaciji cine
  cjelinu koja se u aplikacijama nikad ne rastavlja
  na sastavne dijelove
• KUPAC (PREZIME_IME, P_BROJ, GRAD, ULICA)
• EFIKASNO CITANJE PODATAKA
• Razbijanje relacija na manje otežava citanje
  stoga je ponekad bolje ostaviti vecu relaciju
  denormaliziranom

37
ZAKLJUCAK

• kljuc za neometano formiranje i održavanje baze
  podataka
• u vecini slucajeva se treba provesti
• Najcešce je dovoljno dovesti svoju bazu podataka
  do 3NF

38
LITERATURA

• Baze podataka- osnove programiranja, Free
  _at_nonima, 2000.
• Beginning Database Design, Clare Churcher, 2007.
• Database modeling and design, Toby Teorey, Sam
  Lightstone, Tom Nadeau, 2006.
• Fundementals of database systems, Ramez Elmasri,
  Shamkant B. Navathe, 2003.
• skripta s PMF-a u Zagrebu, Robert Manger, 2008.
• Baze podataka i poslovni procesi, Branimir Dukic,
  2010.