نرمال سازی بانك های اطلاعاتی
نرمال سازی بانك های اطلاعاتی
• حفظ يکپارچگی اطلاعات ، به اين معنی که اعمال تغييرات بر روی اطلاعات ( نظير ايجاد ، بهنگام سازی و حذف ) در يك مكان انجام و به دنبال آن آثار تغييرات در تمام بانك مشاهده گردد . برای روشن شدن مفهوم يکپارچگی بد نيست به مثال ذيل توجه نمائيد :
فرض كنيد در يك بانك اطلاعاتی دارای دو موجوديت كتاب و نويسنده باشيم . هر يك از موجوديت های فوق دارای المان های اطلاعاتی (Attribute) مختص به خود می باشند . به عنوان نمونه موجوديت "كتاب" دارای المان اطلاعاتی نام نويسنده و موجوديت "نويسنده " دارای المان های اطلاعاتی متعددی نظير نام نويسنده ، آدرس نويسنده و ... باشد . در صورتی كه در موجوديت "کتاب" يک رخداد (رکورد) ايجاد نمائيم بدون اينکه نام نويسنده آن را در موجوديت "نويسنده" ايجاد کرده باشيم ، دچار يک ناهمگونی اطلاعات خواهيم شد .
با توجه به اهداف فوق می توان گفت كه فرآيند نرمال سازی از ناهنجاری های بوجود آمده به دليل بروز تغييرات در بانك جلوگيری خواهد نمود . با اعمال فرآيند نرمال سازی ، يك بانك اطلاعاتی كارآ و مطمئن را خواهيم داشت .
فرآيند نرمال سازی ، فرم های متفاوتی دارد كه انواع متداول آن به شرح ذيل است :
• فرم اول نرمال سازی 1NF
• فرم دوم نرمال سازی 2NF
• فرم سوم نرمال سازی 3NF
• فرم بويس کد نرمال سازی BCNF
• فرم چهارم نرمال سازی 4NF
فرم اول نرمال 1NF
فاكتور فروش |
شماره فاکتور(کليد اصلی) |
با مشاهده موجوديت فوق متوجه اين موضوع خواهيم شد كه المان های كالا ، تعداد كالا و قيمت واحد كالا بيش از يك مرتبه در موجوديت وجود داشته و اصطلاحا" يك گروه تكرار را تشكيل می دهند . برای اجرای مدل فيزيكی اين موجوديت ناچار خواهيم بود در طراحی جدول آرايه ای به طول ثابت ( به عنوان نمونه با ده عضو ) تعريف و در آن به ترتيب كالای 1 تا 10 را تعريف نمائيم .
مشکل : طراحی فوق ما را با دو مشکل عمده روبرو خواهد ساخت : اول اين كه کارائی بانک اطلاعاتی پائين خواهد آمد (اگر در آينده تعداد کالاهای فاکتور فروش بيش از 10 کالا باشد ، آنگاه مجبور خواهيم بود طراحی جدول مربوطه و متعاقب آن نرم افزارهائی که از آن استفاده می كنند را تغيير دهيم ) و مشکل دوم اين كه بسياري از فاکتورها لزوما" دارای 10 کالا نيستند و بنابراين محتوی بسياری از فيلدها در جدول فوق خالی (داراي ارزش Null) خواهد ماند و حجم زيادی از فضای ديسک هدر خواهد رفت .
راه حل : برای حل اين مشکل کافی است تمامی گروه های تکرار و يا آرايه ها را از موجوديت خارج کرده و به موجوديت ديگری منتقل نمائيم . در چنين مواردی ، كليد اصلی موجوديت اول را به عنوان بخشی از كليد اصلی موجوديت جديد قرار داده و با تلفيق يكی ديگر از آيتم های اطلاعاتی موجوديت جديد كه تضمين كننده يكتا بودن ركوردهای آن موجوديت ( جدول ) است ، كليد اصلی موجوديت ايجاد می گردد . بدين ترتيب ، يك ارتباط بين موجوديت پدر و فرزند بر اساس كليد اصلی موجوديت پدر برقرار خواهد شد .
مجددا" به موجوديت "فاكتور فروش " مثال قبل پس از تبديل به فرم اول نرمال توجه نمائيد :
رديف های فاكتور فروش |
| فاكتور فروش |
شماره فاکتور(قسمت اول کليد اصلی) | شماره فاکتور(کليد اصلی) |
به طور خلاصه می توان گفت كه هدف از فرم اول نرم سازی حذف گروه های تكرار و آرايه ها از موجوديت يا جدول است . فرآيند فوق ، می بايست بر روی تمامی موجوديت های بانك اطلاعاتی اعمال گردد تا بتوان گفت بانك اطلاعاتی نرمال شده در فرم اول است .
فرم دوم نرمال 2NF
مشکل : در صورتی كه موجوديت در فرم دوم نرمال نباشد ، آنگاه با تغيير اطلاعات قسمت های غيروابسته به تمام كليد ، اين تغييرات در يك ركورد اعمال می شود ولی تاثيری بر روی ساير ركوردها و يا جداول نخواهد داشت . در مثال فوق با تغيير محتوی قيمت واحد در موجوديت "فاكتور فروش " ، قيمت واحد كالا در يك فاكتور فروش اصلاح می گردد اما در ساير فاكتورها اعمال نخواهد شد .
راه حل : برای حل اين مشکل کافی است موجوديت جديدی ايجاد نمائيم و کليد اصلی آن را برابر با آن بخش از کليد اصلی موجوديت مورد بررسی که دارای المان های وابسته به آن است قرار دهيم ، سپس تمام المان های اطلاعاتی وابسته تابعی به اين کليد را از موجوديت مورد بررسی خارج کرده و به موجوديت جديد منتقل نمائيم . در اين حالت بين موجوديت جديد ايجاد شده و موجوديت نرمال شده ، بر اساس کليد اصلی موجوديت جديد ايجاد شده يک ارتباط پدر فرزندی تعريف خواهد شد . دقت کنيد که بر عکس نرمال سازی فرم اول ، در اين جا موجوديت موردبررسی فرزند بوده و موجوديت جديد پدر خواهد بود .
به مثال فوق برمی گرديم و فرم دوم نرمال سازی را بر روي آن اعمال می نمائيم . موجوديت "فاکتور فروش" دارای کليد مرکب نيست پس در فرم دوم نرمال بوده و نياز به بررسی ندارد ، اما موجوديت "رديف های فاکتور فروش" نياز به بررسی دارد . در اين موجوديت آيتم اطلاعاتی "قيمت واحد" وابستگی تابعي به آيتم کالا دارد که بخشی از کليد است نه کل کليد ، پس لازم است تا اين موجوديت را تبديل به فرم دوم نرمال نمائيم . بدين منظور موجوديتی به نام "کالا" ايجاد کرده ، کليد اصلی آن را برابر کالا قرار داده و آيتم قيمت واحد را از موجوديت رديف های فاکتور فروش خارج نموده و به اين موجوديت منتقل می نمائيم. مثال فوق پس از تبديل به فرم دوم نرمال به شکل ذيل خواهد بود :
رديف های فاكتور فروش |
| فاكتور فروش |
شماره فاکتور(قسمت اول کليد اصلی) | شماره فاکتور(کليد اصلی) | |
|
| |
كالا | ||
کالا (کليد اصلی) |
فرم سوم نرمال 3NF
مشکل : در صورتی كه موجوديتی در فرم سوم نرمال نباشد ، آنگاه با تغيير آيتم يا آيتم های اطلاعاتی غير وابسته به کليد اصلی در يک رکورد، تغييرات در ساير رکوردها اعمال نخواهد شد و دچار دوگانگی اطلاعات خواهيم شد (مثلا" يک مشتري با دو نام متفاوت) .
راه حل : کافی است آيتم های غير کليدی به هم وابسته را به موجوديت جديدی منتقل و کليد اصلی موجوديت جديد را تعيين نمائيم ، آنگاه کليد اصلی موجوديت جديد را در موجوديت نرمال شده به عنوان يک کليد خارجی (Foreign Key) در نظر گرفت . در موجوديت "فاکتور فروش" مثال فوق آيتم نام مشتری وابستگی تابعی به آيتم کد مشتری دارد که خود يک آيتم غير کليد است بنابر اين بايد نرمال سازی فرم سوم در خصوص آن اعمال شود . شکل ذيل نحوه انجام اين كار را نشان می دهد :
رديف های فاكتور فروش |
| فاكتور فروش | |
شماره فاکتور(قسمت اول کليد اصلی) | شماره فاکتور(کليد اصلی) | ||
ارتباط بين موجوديت پدر و فرزند بر اساس كليد اصلی موجوديت پدر (كالا) | ارتباط بين موجوديت پدر | ||
كالا | مشتری | ||
کالا (کليد اصلی) | کدمشتري (کليد اصلی) |
فرم بويس کد نرمال BCNF
فرم چهارم نرمال 4NF
خلاصه
فرآيند نرمال سازی يک فرآيند تکراری (Recursive) است يعنی پس از هر مرحله نرمال سازی که منجر به ايجاد موجوديت های جديد می گردد ، فرآيند را بايد از ابتدا تا انتها بر روی موجوديت های تازه ايجاد شده نيز اجرا نمود.
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}