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Normalización
Este capítulo examina los detalles del proceso de
normalización. La normalización es la
secuencia de las medidas por las que un modelo de
base de datos relacional es creado y mejorado. La
secuencia de etapas implicadas en el proceso de
normalización se llama formas normales.
Básicamente, las formas normales aplicadas
durante un proceso de normalización permitirá la
creación de una base de datos relacional como un
modelo paso a paso de progresión.
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Normalización
La normalización o estandarización es la redacción y aprobación de normas que se
establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos
independientemente, así como garantizar el repuesto en caso de ser necesario,
garantizar la calidad de los elementos fabricados y la seguridad de
funcionamiento.
La normalización persigue fundamentalmente tres objetivos:
•Simplificación: Se trata de reducir los modelos quedándose
únicamente con los más necesarios.
•Unificación: Para permitir la intercambiabilidad a nivel
internacional.
•Especificación: Se persigue evitar errores de identificación
creando un lenguaje claro y preciso
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Normalización
La normalización es el
proceso de elaboración,
aplicación y mejora de
las normas que se
aplican a distintas
actividades científicas,
industriales o
económicas con el fin
de ordenarlas y
mejorarlas.
¿Qué es
Normalización?
Elimina la duplicación
de esfuerzos y
minimiza los datos
redundantes.
El resultado es una
mejor organización y
un uso más eficaz del
espacio físico, entre
otros factores.
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Anomalías
La intención de la base de datos relacional
es la eliminación de la teoría de las
anomalías que ocurren en una base de
datos.
Anomalías pueden producirse durante los
cambios de una base de datos.
Una anomalía con respecto al diseño de
Bases de datos relacionales es
esencialmente un cambio a los datos
erróneos y, más concretamente, a un solo
registro.
El concepto
de las
anomalías
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Actualización de anomalía- es similar a la eliminación, en la que
tanto el maestro y los registros de detalle debe ser actualizado a fin
de evitar registros huérfanos en detalle. Asegurándose de que
cualquier actualización de clave primaria que se han propagado a
los hijos relacionados con las claves foráneas en tabla.
La dependencia y los factores determinantes.
Dependencia funcional- es una conexión entre uno o más atributos.
ejemplo si conocemos el valor de FechaDeNacimiento podemos
conocer el valor de Edad.
Las dependencias funcionales del sistema se escriben utilizando una
flecha, de la siguiente manera:
FechaDeNacimiento Edad
La dependencia y los factores
determinantes.
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Aquí a FechaDeNacimiento se le conoce como un determinante. Se puede
leer de dos formas FechaDeNacimientodetermina a Edad o Edad es
funcionalmente dependiente de FechaDeNacimiento. De la normalización
(lógica) a la implementación (física o real) puede ser sugerible tener éstas
dependencias funcionales para lograr la eficiencia en las tablas.
La dependencia y los factores
determinantes.
Determinante- El factor determinante en la descripción de la
dependencia funcional del anterior, X determina el valor de Y,.
F(x)=2*1
Y=f(x) F(1)=2 f(2)=4
y x
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La dependencia y los factores
determinantes.
Dependencia Transitiva - Sean X, Y, Z tres atributos (o grupos de
atributos) de la misma entidad. Si Y depende funcionalmente
de X y Z de Y, pero X no depende funcionalmente de Y, se dice
que Z depende transitivamente de X. Simbólicamente sería:
X Y Z entonces X Z
FechaDeNacimiento Edad
Edad Conducir
FechaDeNacimiento Edad Conducir
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La dependencia y los factores
determinantes.
Entonces tenemos que FechaDeNacimiento determina a Edad y
la Edad determina a Conducir, indirectamente podemos saber a través
de FechaDeNacimiento a Conducir (En muchos países , una persona
necesita ser mayor de cierta edad para poder conducir un automóvil, por
eso se utiliza este ejemplo).
Candidatos principales-Un candidato clave (potencial o clave
admisible) es un campo o combinación de campos que pueden actuar
como un campo clave principal de una tabla así como, la identificación
de forma única cada registro de la tabla. La Figura muestra cinco
diferentes variantes de una tabla, todos los cuales tienen validado claves
primarias, tanto de un campo y más de un campo. El número de las
opciones mostradas en la Figura es un poco absurdo, pero demuestra el
concepto.
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La dependencia y los factores
determinantes.
Plena dependencia funcional-Esta
situación se produce donde X determina
Y, pero X combinado con Z no
determina Y. En otras palabras, Y
depende de X y X es un descriptor
determinante. Y si depende de X
con cualquier otra cosa, no hay
dependencia funcional plena.
Fundamentalmente X, el factor
determinante, no puede ser una clave
compuesta. Una clave compuesta
contiene más de un campo (el
equivalente de X con Z).
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La dependencia y los factores
determinantes.
La Figura muestra que la
POBLACIÓN depende de país,
pero no en la combinación de
TASA y el PAÍS. Por lo tanto, es
una dependencia plenamente
funcional entre la población y
PAÍS porque TASA no es
pertinente a población. Por el
contrario, no hay pleno
dependencia funcional entre la
POBLACIÓN y la combinación
de PAÍS y el TASA.
Country Currency Rate
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La dependencia y los factores
determinantes.
Dependencia de valores
Múltiples-Esto también es
conocido como dependencia de
varios valores. Un ejemplo de una
dependencia de varios valores es
un campo que contiene una lista
delimitada algún tipo. Los múltiples
valores son dependientes en su
conjunto sobre una clave principal.
Una dependencia trivial de varios
valores se produce entre dos
campos cuando son los dos únicos
campos en la tabla. Uno de ellos es
la clave principal y la otra la lista de
varios valores.
Clave
Especialid
ad
Curso
S01 Sistemas Natación
S01 Bioquímica Danza
S01 Sistemas Natación
B01 Bioquímica Guitarra
C03 Civil Natación
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La dependencia y los factores
determinantes.
En esta tabla o relación no existe dependencia funcional porque los
estudiantes pueden tener distintas especialidades, un valor único de clave
puede poseer muchos valores de especialidades al igual que de valores de
cursos. Por lo tanto existe dependencia de valores múltiples. Este tipo de
dependencias produce redundancia de datos, como se puede apreciar en
la tabla anterior, en donde la clave S01 tiene tres registros para mantener
la serie de datos en forma independiente lo cual ocasiona que al realizarse
una actualización se requiera de demasiadas operaciones para tal fin.
Cíclico de la dependencia-El significado de la palabra "cíclica" es un
patrón circular, recurrente, cerrado anillo, o una cadena de estructura
circular. En el contexto de la base de datos relacional modelo cíclico de la
dependencia significa que X depende de Y, que a su vez, depende también
de la X, directa o indirectamente.
Cíclico de la dependencia, por lo tanto, indica una pauta lógica circular de
la interdependencia.
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La dependencia y los factores
determinantes.
La dependencia Cíclico suele ocurrir con tablas que contiene una clave
primaria compuesta de tres o más de los campos (por ejemplo, cuando
tres campos están relacionados en pares entre sí). En otras palabras, X
corresponde a Y, Y se refiere a la Z, y X se refiere a la Z. En última
instancia se refiere de nuevo a la Z X.
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Definición de las formas normales de la
Manera Más Fácil
¿Cómo puedo realizar una normalización de forma sencilla? ¿Por
qué es fácil? En un mundo perfecto, la mayoría de los diseños modelo
de base de datos relacional son muy similares.
La normalización es, en su mayor parte, es fácil y sobre todo es
sentido común, con algunos conocimientos empresariales. Hay, por
supuesto, muchas circunstancias excepcionales y casos especiales en
que la interpretación de la normalización no cubrir todas las
necesidades al 100 por ciento.
Formas normales
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1ra Forma Normal (1NF)
Elimina la repetición de grupos.
Define las claves principales.
Todos los registros deben ser identificados únicamente con una clave
principal. Una clave primaria es única y, por tanto, no se permiten valores
duplicados.
Todos los campos distintos de la clave primaria debe depender de la clave
principal, ya sea directamente o indirectamente.
Todos los campos deben contener un único valor.
Todos los valores de cada campo debe tener el mismo dato.
Crear una nueva tabla para mover la repetición de grupos de la tabla original.
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1ra Forma Normal (1NF)
Muestra la aplicación de 1NF, eliminando la repetición de campos mediante la
creación de una nueva tabla, donde el original y nuevo cuadro se vinculan en
un maestro-detalle, uno-a-muchos relación
Se crean claves primarias de ambas tablas en las que
los detalles de tabla tiene un compuesto
principal llave. El compuesto clave principal
contiene la tabla maestra de campo como clave
principal el prefijo de su campo clave principal.
Por lo tanto, el prefijo en el campo
AUTOR DEL LIBROes la clave
foránea que apunta a la tabla maestra
AUTOR.
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1ra Forma Normal (1NF)
Muestra lo que los datos se ve como en la alteración de la tabla AUTOR y la
tabla libro, previamente la tabla AUTHORSBOOKS. Fíjate en cómo la
introducción de la relación entre las dos tablas permite cualquier número de
libros para cada uno de los autores a ser atendidas.
Ninguna restricción sobre
el número de libros por
AUTOR
Claves primarias única
identificar las filas en cada
cuadro
Clave foránea de
tabla maestra
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Segunda Forma Normal 2NF
Segunda forma normal se refiere a las relaciones y dependencias funcionales entre
atributos no-claves.
Una entidad que cumplan Segunda forma normal tiene que tener las siguientes
características:
De modo que si una entidad no se halla en
segunda forma normal lo que deberemos hacer
para convertirla será remover los atributos que
son dependientes parcialmente (solo de parte)
de la clave primaria.
Si una entidad tiene clave primaria compuesta
de varios atributos y/o relaciones, y si otro
atributo depende únicamente de parte de tal
identificador compuesto, entonces el atributo y
la parte de la clave primaria de la cual
depende, deberán formar la base de una nueva
entidad.
1
La entidad debe
estar en primera
forma normal.
2
Que todos lo
atributos no clave
sean dependientes
totalmente de la
clave primaria.
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Segunda Forma Normal
Indicando los dos puntos de una forma diferente, eliminar los campos que son
independientes de la clave principal.
Crear una nueva tabla para separar la parte parcialmente dependientes de la
clave principal y sus dependientes campos.
2NF aparentemente realiza una función similar a la de 1NF, pero cuando crea
una tabla y tenemos valores repetidos estos campos son trasladados a una
nueva tabla. El nuevo cuadro es una de las principales clave que consta de un
solo campo. Normalmente, 2NF crea relaciones de muchos a uno entre las
relaciones dinámicas y los datos, la supresión de los datos de tablas
transaccionales en las nuevas tablas.
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Segunda Forma Normal
El cuadro se encuentra en 1NF para después realizar la separación del grupo
de libros de los autores. La editorial y la información objeto son
relativamente estable en comparación con los libros.
26. COMPANY LOGO
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Segunda Forma Normal
Esta figura muestra la etapa inicial de la aplicación de 2NF, con la
creación de la tabla editor trasladamos los datos que se encontraban en la
tabla libro los cuales no pertenecían a dicha entidad.
En la Figura 4-17, muchos-a-uno son las relaciones establecidas entre las tablas dinámicas estáticas, es decir, BOOK a PUBLISHER y BOOK a SU
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Segunda Forma Normal
Las claves primarias se crean tanto en el editor y tema tablas para identificar
de forma exclusiva los editores y los temas dentro de sus respectivos dos
tablas. Identificar las relaciones LIBRO con las entidades editor y tema ya se
crea la clave principal compuesta de la tabla LIBRO.
29. COMPANY LOGO
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Segunda Forma Normal
Es importante comprender estas relaciones 2NF en la dirección opuesta de
modo que las entradas de la Libreta depende de la existencia de
PUBLISHER y SUBJEC. Así pues, los editores y los temas deben
existir para un libro o cada libro debe tener un editor y tema. , la excepción
podría ser un editorial en quiebra. Por el contrario, la relación entre
PUBLISHER y BOOK mas SUBJECT son en realidad uno a cero, uno, o
muchos. Esto significa que no todos los editores absolutamente tienen que
tener títulos publicados, y también que no siempre hay un libro sobre cada
tema disponible.
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Segunda Forma Normal
Es evidente en este ejemplo que utilizando la 2NF físicamente hemos
ahorrado espacio. La duplicación se ha eliminado ya que sólo tenemos un
registro de SUBJECT y un número de registros mucho menor
de PUBLISHER.
Tenemos un nuevo ejemplo que muestra dos cuadros en 1NF. Ponga el
SALE_ORDER y ALE_ORDER_ITEM cuadros presentados en la Figura
4-2 en 2NF:
1. Crear dos nuevas tablas con los campos correspondientes.
2. Eliminar los campos correspondientes de los cuadros originales.
3. Crear claves principales en los nuevos cuadros.
4. Crear las relaciones y definición de claves foráneas y colocación
adecuada.
32. COMPANY LOGO
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Segunda Forma Normal
¿Cómo
funciona?
2NF requiere crear las nuevas
tablas de campos que en parte
depende de las claves principales.
1. Crear la tabla CLIENTE para
eliminar los datos de la tabla
SALE_ORDER.
2. STOCK_ITEM crear la tabla
para eliminar los datos de la tabla
SALE_ORDER_ITEM.
33. COMPANY LOGO
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Segunda Forma Normal
Esto muestra la creación de dos nuevos cuadros. Otra diferencia es que los
campos de la clave foránea aparecen en las tablas originales en lugar de las
nuevas tablas, teniendo en cuenta la dirección de la relación entre el
original y las nuevas tablas.
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Tercera Forma Normal
Para que una entidad esté en tercera forma normal deben cumplirse dos
condiciones:
De modo que si deseo transformar una
entidad que no esté en tercera forma normal,
lo que deberá hacerse es remover los
atributos no clave que dependen de otros
atributos no clave.
Si un atributo de una entidad es dependiente
de otro atributo, el cual no es parte de la
clave primaria, entonces estos atributos
deberían formar parte de una nueva entidad,
la cual tiene relación de uno a muchos con
la entidad original. La clave primaria de la
nueva entidad es aquel atributo sobre el cual
el segundo atributo es dependiente.
1
Que la entidad
esté en segunda
forma normal.
2
Que todos los
atributos no
claves son
independientes de
el resto de
atributos no clave.
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Tercera Forma Normal
Este ejemplo muestra una interpretación más fácil la de la 3NF donde
tenemos una relación de muchos a muchos y nos presenta la posibilidad de
que más de un registro serán devueltos mediante una consulta que une ambas
tablas.
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Tercera Forma Normal
Si se busca para el empleado Colombia, tres tareas siempre se devolverán. Del mismo
modo, si la búsqueda de la tercera tarea, dos empleados siempre se devolverán. Un
problema que se plantearía esta situación cuando la búsqueda de un atributo específico
para una determinada tarea cuando ésta es una tarea única asignado a un único empleado.
Sin la nueva misión creada por la tabla ASSIGNMENT por la 3NF, la búsqueda de una
asignación individual sería imposible.
37. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
Otra forma de ver la 3NF es como se muestra en el ejemplo, donde los campos
comunes a más de un cuadro pueden ser trasladado a una nueva tabla, como lo
demuestra la creación de la tabla FOREIGN_EXCHANGE. Al principio, esto parece
como un 2NF transformación campos porque no depende de la clave principal se quitan
a la nueva tabla. Ambos Proveedores han facilitado las direcciones y, por lo tanto, hay
dependencias transitivas entre ellas, a través de direcciones de ubicación), en última
instancia a los clientes y proveedores.
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Tercera Forma Normal
Clientes y proveedores utilizar las monedas en función de los países en que se
encuentran en el ejemplo muestra un 3NF transformación que permite la eliminación de
información común de los CUSTOMER(cliente) y SUPPLIER(Proveedores) por dos
razones:
De divisas y la tasa no depende de clientes y proveedores claves primarias, a pesar
de que la moneda que utilizan depende de que el cliente o proveedor son sobre la
base del país en el que hacemos negocios.
La moneda y EXCHANGE_RATE campos que antes de la transformación de los
cuadros son transitivamente depende de clientes y proveedores claves principales,
ya que dependerá de la CURRENCY_CODE, que a su vez no depende de las
direcciones.
La transformación del ejemplo anterior podría ser concebido como 2NF debido a
que la relación de muchos a uno es la creación de una relación más estable
mediante la creación de la tabla FOREIGN_EXCHANGE.
39. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
Obviamente, la transformación 3NF disminuye el tamaño de la base de
datos, en general, porque las copias repetidas de la moneda y
EXCHANGE_RATE se han normalizado en la tabla
FOREIGN_EXCHANGE y retirarse completamente de las tablas de
clientes y proveedores..
Otra versión de 3NF encontrado es como se muestra en el siguiente
ejemplo. En este caso, existe una clara dependencia transitiva de CIUDAD
al Departamento y en el campo clave principal EMPLEADO.
Una dependencia transitiva se produce cuando un campo depende de otro,
que a su vez depende de un tercer campo, el tercer campo suelen ser la
clave principal. El estado de dependencia transitiva también puede
interpretarse como un campo que no depende totalmente de la clave
principal.
40. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
En este ejemplo existe una dependencia transitiva porque se supone que
cada empleado se le asigna a un determinado departamento. Cada
departamento dentro de una empresa se basa exclusivamente en una
determinada ciudad. En otras palabras, cualquier empresa en la base de
datos no solo han propagado a través de los departamentos más de una sola
ciudad.
41. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
Otro caso típico 3NF, un valor calculado que se almacena en una tabla. Además,
el valor calculado el resultado de los valores en otros campos dentro de la
misma entidad. En esta situación, el campo calculado es, en realidad no
totalmente dependientes de la clave primaria (transitivamente dependientes) y,
por tanto, no requiere necesariamente una nueva tabla. Campos calculados son
simplemente eliminadas.
En otras palabras, cualquier empresa en la base de datos no solo han
propagado a través de los departamentos más de una sola ciudad.
42. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
Generalmente hay una buena razón para la inclusión de campos calculados,
por lo general el rendimiento desnormalización.
Supongamos que un departamento dentro de la empresa se encuentra en sólo
una ciudad. Así, asumir que una ciudad es que siempre depende de un
departamento de ventas.
Ponga el SALE_ORDER y STOCK_ITEM tablas en 3NF.
Eliminar algunos campos calculados y crear una nueva tabla.
Eliminar los campos de una tabla original a una nueva mesa.
Crear una clave principal en la nueva tabla.
Crear un número a una relación entre la tabla original y la nueva tabla, la
definición y colocar una clave externa adecuada.
43. COMPANY LOGO
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Tercera Forma Normal
¿Cómo funciona?
3NF requiere la eliminación de las dependencias
transitivas.
1. Crear la tabla como
STOCK_SOURCE_DEPARTMENT la
ciudad depende del departamento, que es a su
vez depende de la clave principal. Esta es una
dependencia transitiva.
2. Retire el TOTAL_PRICE, y
TOTAL_AMOUNT campos de la tabla
SALE_ORDER porque todos estos campos
transitivamente depende de la suma de
STOCK_QUANTITY y
STOCK_UNIT_PRICE valores de otras dos
tablas. El SALES_TAX campo pasa a un
porcentaje para permitir la posterior cálculo
del impuesto sobre las ventas de valor.
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Boyce Codd Normal-Forma (BCNF)
Una tabla debe estar en 3NF.
Una tabla puede tener sólo uno de los candidatos
principales.
BCNF es un candidato clave , por definición, una
clave única, y, por tanto, un potencial clave
principal. Si una tabla contiene más de un
candidato clave (clave principal), tiene un
problema .
45. COMPANY LOGO
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Boyce Codd Normal-Forma (BCNF)
En esencia, prohíbe una
tabla a partir de tener dos
claves principales.
¿Por qué? Esto no es una
rígida norma comercial,
pero más de un pricipal
requisito perspectiva de
nuestro modelo. En otras
palabras, es bueno, pero
no es comercialmente
fresco.
46. COMPANY LOGO
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4ta Forma Normal (4NF)
Hace lo siguiente: La tabla debe estar en 3NF o
BCNF (Clave única) con 3NF.
Transforma las múltiples dependencias valoradas
en dependencias funcionales. Esto implica que un
valor de varios valores y no dependen de una clave
principal.
Eliminar varios conjuntos de múltiples valores o
varios valores dependencias, a veces descrito como
no trivial.
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4ta Forma Normal (4NF)
Que es lo que podemos
observar ,que se realiza
una transformación
parcial 4NF, dividiendo
habilidades y las
certificaciones de los
trabajadores de las tablas
correspondientes.
Esta es sólo una
transformación parcial,
sin embargo,
porque todavía hay
relacion de muchos-a-
muchos entre las tablas
EMPLEADO SKILL, y
empleados con
49. COMPANY LOGO
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4ta Forma Normal (4NF)
En esta figura se nos
resuelve el de muchos a
muchos en las relaciones
EMPLOYEE_SKILL y
EMPLOYEE_CERTIFIC
ATION , que figuran
como de muchos a muchos
relaciones en la figura
anterior
Esencialmente, los intentos de generar 4NF juegos o
conjuntos de difusión en distintos registros en tablas
separadas, registro individual de cada uno se torne
más fácil el acceso al hacer una búsqueda especifica.
51. COMPANY LOGO
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5NF también se conoce
como forma normal
de proyección (PJNF).
El término "proyección"
se utiliza para describir nuevas tablas
que contienen un subconjunto
de los datos de la tabla original.
5NF
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5 de forma normal (5NF)
Una dependencia cíclico es simplemente algo que
depende en una cosa, ya sea de forma directa en
indirectamente
El cíclico es la dependencia es que todo está relacionado
con todo lo demás, incluida la propia. En otras palabras,
hay una o una combinación excluyendo repeticiones
En conclusion: 5NF es similar a 4NF en tanto que el
intento de reducir al mínimo el número de campos de
claves compuestas.
53. COMPANY LOGO
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Se puede mostrar esta forma asì:
Comenzamos por la
creación de un campo
compuesto de tres claves
primarias, luego
procedemos a insertar
datos, para que nuestra
tabla nos quede de esta
forma.
54. COMPANY LOGO
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5NF
En esta imagen podremos
observar, la
transformación de 5NF
único compuesto de tres
campo clave principal de
tabla a tres semi-tablas
relacionadas, cada uno con
dos compuestos de campo
claves primarias.
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5NF
¿Por qué es el término usado semirelacionados?
Debido a que la herramienta utilizada en este caso
para dibujar ERDs en realidad no permiten la
creación de la División de Respuesta de
Emergencia se muestra en la lado derecho del
diagrama
Esto es muy interesante, sin embargo, todos los
textos indican que la5NF transformación se
muestra en esta como verdadera y correcta.
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5NF
Para consultar la base
de datos debería
,coincidir las dos
preguntas , en este
caso, los registros de
una tabla deben
coincidir con los
registros de los tres se
sumaron a las tablas.
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DKNF
1
Es una forma
ideal y un final
o forma final de
la normalización
de bases de
datos
relacionales.
2
Es
matemáticamen
te más perfecto
y tiene la
belleza en su
simplicidad
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BD Relacional
Modelo comercial donde la mayoría de bases de datos requieren
no sólo las coincidencias exactas, sino también la búsqueda de gama
de presentación de informes, este nivel de intensidad en la normalización
casi siempre tiene un serio impacto negativo en la base de datos general
y el rendimiento de las aplicaciones y, por tanto, un efecto negativo en los
usuarios finales satisfacción
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un modelo de base de datos completamente
normalizado debe aparecer:
1ero 2do 3ero 4to
No puede
Haber:
Inserción,
Modificación,
o Supresión
de Datos
anomalías.
Todos los datos
de validación
se
realiza en el
modelo de base
de datos
En general, es de
conocimiento
común que
algunos reglas de
aplicación de
negocio es a
menudo más
eficaz dividida
entre la bd
y aplicaciones.
Cada registro
de cada tabla
debe ser
singularmente
identificables y
Directamente
relacionada
Con la clave
primaria
en su tabla.