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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD INFORMÁTICA Y ESCUELA INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

BASE DE DATOS

Nombre:

Alexandra Flores 538 Tema :

Formas Normales (4NF y 5NF) Fecha:

Viernes 10 de mayo del 2013

1.- DATOS INFORMATIVOS FECHA DE PRESENTACIÓN: 10 de mayo de 2013 NOMBRE: Alexandra Flores CURSO: Cuarto B

538

2.- TEMA: Formas Normales (4NF y 5NF)

3.- OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Realizar una investigación general sobre las diferentes formas normales dentro de la teoría de bases de datos relacionales, para así determinar el grado de vulnerabilidad de una tabla a inconsistencias y anomalías lógicas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Señalar los conceptos y características de la cuarta y quinta forma normal para  

conocer su funcionamiento y aplicar a las tablas Sintetizar los problemas y anomalías de la cuarta y quinta forma normal para de esta manera saber aplicar de forma correcta a las tablas. Explicar la aplicación de la cuarta y quinta forma normal en las tablas mediante ejemplos para mayor comprensión del estudiante.

4.- INTRODUCCIÓN En la teoría de bases de datos relacionales, las formas normales (NF) proporcionan los criterios para determinar el grado de vulnerabilidad de una tabla a inconsistencias y anomalías lógicas. Mientras sea más alta la forma normal aplicable a una tabla, es menos vulnerable a inconsistencias y anomalías. Las formas normales son aplicables a tablas individuales; decir que una base de datos entera está en la forma normal n es decir que todas sus tablas están en la forma normal n. Las formas normales definidas en la Teoría de Base de Datos Relacionales representan una guía y una orientación para el diseño de registros. Las reglas de normalización están destinadas a prevenir anomalías en las actualizaciones e inconsistencia en los datos. Las directrices que se ofrecerán parten del supuesto de que aquellos campos que n constituyen una clave serán actualizados frecuentemente.

El propósito de la normalización es mejorar la integridad de los datos a través de la minimización de la redundancia y la inconsistencia, pero con algún posible costo en ciertas aplicaciones. El término normalización se usa algunas veces en relación a una forma normal particular. Esto es, un conjunto de registros puede ser normalizado con respecto a la segunda forma normal pero no con respecto a la tercera. La Cuarta y Quinta Formas Normales tratan con datos multivaluados (múltiples valores). Un dato multivaluado puede corresponder a una relación muchos a muchos. A continuación se explicará de forma detallada la cuarta y quinta forma normal.

5.- MARCO TEÓRICO

La Cuarta Forma Normal (4FN) La cuarta forma normal (4NF) es una forma normal usada en la normalización de bases de datos. La 4NF se asegura de que las dependencias multivaluadas independientes estén correcta y eficientemente representadas en un diseño de base de datos. La 4NF es el siguiente nivel de normalización después de la forma normal de Boyce-Codd (BCNF).

Inconvenientes de la (4FN) En el siguiente ejemplo considere EMPLEADOS, HABILIDADES e IDIOMAS, donde un empleado puede tener diversas habilidades y conocer varios idiomas. Tenemos aquí dos relaciones muchos a muchos, una entre EMPLEADOS y HABILIDADES, y una entre EMPLEADOS e IDIOMAS. Bajo la Cuarta Forma Normal estas dos relaciones no podrán ser representadas en un registro simple tal como:

En cambio, ellas podrán ser representadas en dos registros:

El principal problema con la violación de la Cuarta Forma Normal es que existe incertidumbre en cuanto a las políticas de mantenimiento. Es posible tener diversas políticas para mantener los datos independientes multivaluados en cada registro: 

Un formato disjunto en el cual un registro contiene o una habilidad o un idioma pero no ambos.

Este formato conduce a ambigüedades con respecto al significado del campo vacío. Una habilidad vacía podría significar que el empleado no tiene habilidades, que el campo no es aplicable a este empleado, que el dato es desconocido, o, como en este caso, que el dato puede estar ubicado en otro registro. 

Una mezcla al azar, con tres variaciones

-Mínimo número de registros con repeticiones

­Mínimo número de registros con valores nulos.

­Sin restricciones

El producto cartesiano, donde para cada empleado habrá un registro para todos los posibles pares de una de sus habilidades con uno de sus idiomas.

Inconvenientes de este diseño: -Produce diferentes violaciones dependiendo de la política de mantenimiento seleccionada. -Se presentarán repeticiones, por lo tanto la actualización deberá ejecutarse sobre registros múltiples y éstos pueden tornarse inconsistentes. - La inserción de una nueva habilidad podría involucrar consideraciones para un registro con una habilidad vacía, insertando un nuevo registro con un posible idioma vacío, o insertando múltiples registros apareando la habilidad con alguno o todos los idiomas. -La Cuarta Forma Normal minimiza tales problemas de actualización.

EJEMPLO Para entender mejor la 4NF, consideremos una afinidad (tabla) llamada estudiante que contiene los siguientes atributos: Estudiate (Clave, Especialidad, Curso) como se muestra en la siguiente figura: Clav e

Especialida d

Curso

S01

Sistemas

Natación

S01

Bioquímica

Danza

S01

Sistemas

Natación

B01

Bioquímica

Guitarra

C03

Civil

Natación

Suponemos que los estudiantes pueden inscribirse en varias especialidades y en diversos cursos. El estudiante con clave S01 tiene su especialidad en sistemas y Bioquímica y toma los cursos de Natación y danza, el estudiante B01 tiene la especialidad en Bioquímica y toma el curso de Guitarra, el estudiante con clave C03 tiene la especialidad de Civil y toma el curso de natación.

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. Existe una dependencia de valores múltiples cuando una afinidad tiene por lo menos tres atributos, dos de los cuales poseen valores múltiples y sus valores dependen solo del tercer atributo, en otras palabras en la afinidad R (A,B,C) existe una dependencia de valores múltiples si A determina valores múltiples de B, A determina valores múltiples de C, y B y C son independientes entre sí. En la tabla anterior Clave determina valores múltiples de especialidad y clave determina valores múltiples de curso, pero especialidad y curso son independientes entre sí. Las dependencias de valores múltiples se definen de la siguiente manera: Clave ->>Especialidad y Clave->->Curso; Esto se lee "Clave multidetermina a Especialidad, y clave multidetermina a Curso" Para eliminar la redundancia de los datos, se deben eliminar las dependencias de valores múltiples. Esto se logra construyendo dos tablas, donde cada una almacena datos para solamente uno de los atributos de valores múltiples. Para nuestro ejemplo, las tablas correspondientes son: Tabla Estudiante - Especialidad Clav e

Especialidad

S01

Sistemas

B01

Bioquímica

C03

Civil

Tabla Estudiante – Curso Clav e

Curso

S01

Natación

S01

Danza

B01

Guitarra

C03

Natación

La Quinta Forma Normal (4FN) La quinta forma normal (5FN), también conocida como forma normal de proyección-unión (PJ/NF), es un nivel de normalización de bases de datos diseñado para reducir redundancia en las bases de datos relacionales que guardan hechos multi-valores aislando semánticamente relaciones múltiples relacionadas. Una tabla se dice que está en 5NF si y sólo si está en 4NF y cada dependencia de unión (join) en ella es implicada por las claves candidatas. La Quinta Forma Normal (5FN) trata con casos donde la información puede ser reconstruida de muchas piezas de información las cuales pueden ser mantenidas con poca redundancia. La Segunda, Tercera y Cuarta Formas Normales también sirven a este propósito pero la Quinta Forma Normal generaliza los casos no cubiertos por ellas. Características Considere las siguientes entidades:

· Entidades: AGENTES, COMPANIAS y PRODUCTOS. · Si los AGENTES representan COMPAÑIAS, las COMPAÑÍAS fabrican PRODUCTOS, y los AGENTES venden PRODUCTOS, entonces se debería tener guardado un registro de cuáles agentes venden cuáles productos para cuál compañía. · Esta información puede ser guardada en un registro con tres campos:

Esta forma es necesaria en el caso general. Ahora bien, aunque el agente PARRA vende autos hechos por FORD y camiones hechos por GENERAL MOTORS; él no vende camiones FORD ni autos GM. Esto es, necesitamos la combinación de los tres campos para saber cuáles combinaciones son válidas y cuáles no. Ahora bien, supongamos la siguiente regla: si un agente vende cierto producto y él representa la compañía que lo fabrica, entonces él vende un producto para esa compañía.

En este caso, resulta que podemos reconstruir todos los datos reales de una forma normalizada consistente de tres tipos de registros separados, cada uno conteniendo dos campos

Estos tres registros están en la Quinta Forma Normal, puesto que el correspondiente registro de tres campos presentado previamente no lo está. Para hablar de un modo general, podemos decir que un registro está en la Quinta Forma Normal cuando la información que contiene no puede ser reconstruida por varios registros más pequeños, por ejemplo, de registros que tienen cada uno menos campos que el original. Se excluye el caso en el cual todos los registros más pequeños tienen la misma clave. Una ventaja de la Quinta Forma Normal es que ciertas redundancias pueden ser eliminadas. En la forma normalizada, el hecho de que PARRA venda AUTOS es registrado solamente una vez; en la forma no normalizada esto puede ser repetido muchas veces. Debemos advertir entonces que aun cuando las formas normalizadas involucran un número mayor de registros tipo comparado con el original, las ocurrencias de algunos hechos se reducen considerablemente.

Lo importante es comprender que cuanto más hechos son registrados, el tamaño del archivo normalizado crece en forma aditiva, mientras que el tamaño del archivo no normalizado crece en forma multiplicativa. Por ejemplo, si agregamos un nuevo AGENTE que vende 'X' PRODUCTOS para 'Y' COMPANIAS, donde cada una de estas compañías fabrica cada uno de estos productos, tendremos X + Y nuevos registros para la forma normalizado, pero tendremos X . Y nuevos registros para la forma no normalizada EJEMPLO El siguiente ejemplo ilustra un caso en el cual la regla acerca de los agentes, compañías y productos es satisfecha y el cual, evidentemente, requiere los tres registros tipo en la forma normalizada.

Estos tres registros están en la Quinta Forma Normal Observe que · PEREZ vende AUTOS y GM fabrica AUTOS, pero PEREZ no representa a GM. · RIOS representa a la FORD y FORD fabrica CAMIONES, pero RIOS no vende CAMIONES. · RIOS representa a la FORD y RIOS vende BUSES, pero FORD no fabrica BUSES.

6.- CONCLUSIONES   

Una afinidad (tabla) está en cuarta forma normal si está en Tercera forma normal o en BCNF (Cualquiera de ambas) y no tiene dependencias de valores múltiples. Una tabla se dice que está en 5NF si y sólo si está en 4NF y cada dependencia de unión (join) en ella es implicada por las claves candidatas. un registro está en la Quinta Forma Normal cuando la información que contiene no puede ser reconstruida por varios registros más pequeños

7.- RECOMENDACIONES

8.- BIBLIOGAFIA http://basededatos-jonathan-delatorre.blogspot.com/2012/04/la-cuarta-formanormal-4fn.html http://es.scribd.com/doc/26992505/77/4-5-9-quinta-forma-normal-5FN file:///F:/Base%20de%20Datos%20I%20%204.4%20Cuarta%20y%20quinta %20forma%20normal.htm