Bancos de Dados - Aula 19 - Formas Normais – Parte I

Formas Normais em Banco de Dados

Introdução às Formas Normais

• A professora Sara introduz o tema da aula, que é sobre formas normais no contexto de banco de dados, destacando sua importância na qualidade do projeto.

• Serão abordadas quatro formas normais: 1NF, 2NF, 3NF e BCNF. Outras formas normais são mencionadas como disponíveis no livro texto.

Importância da Terceira Forma Normal

• A terceira forma normal (3NF) é enfatizada como a meta desejada ao avaliar a qualidade do projeto de banco de dados.

• A normalização é um processo que visa melhorar a qualidade do banco de dados, fundamentado em dependências funcionais e chaves das relações.

Análise das Relações

• O objetivo da análise das relações é minimizar redundâncias para evitar anomalias durante inserções, exclusões ou alterações nos dados.

• Relações que não atendem certas condições devem ser decompostas em esquemas menores que satisfaçam as condições desejáveis.

Medindo a Qualidade do Projeto

• A forma normal mais alta alcançada por uma relação determina a classificação do projeto; se uma relação está em 3NF, todo o projeto será considerado nessa forma.

• Um exemplo prático ilustra que mesmo com várias relações em BCNF, se uma estiver apenas em 3NF, o projeto completo será classificado como 3NF.

Propriedades Adicionais na Avaliação

• Além das formas normais, propriedades adicionais devem ser analisadas para garantir a qualidade do projeto.

• A propriedade de junção sem perdas é crucial para evitar tuplas espúrias e garantir integridade nas junções entre relações.

Preservação das Dependências Funcionais

• É importante preservar as dependências funcionais durante o processo de normalização; no entanto, pode haver situações onde isso não seja possível.

Primeira Forma Normal (1NF)

• A primeira forma normal exige atributos atômicos nas relações; qualquer atributo multivalorado compromete essa condição.

• Um exemplo prático mostra uma relação com um atributo multivalorado (localizações), evidenciando que ela não atende à 1NF.

Normalização de Atributos Multivalorados

Conceito de Atributo Multivalorado

• Um atributo é considerado multivalorado quando pode receber vários valores, o que caracteriza a necessidade de normalização para atender à primeira forma normal.

• Para normalizar, o esquema original é dividido em dois esquemas menores, separando atributos multivalorados em novas relações.

Processo de Normalização

• O modelo entidade-relacionamento permite atributos multivalorados, mas no modelo relacional isso não é permitido. Portanto, esses atributos são transformados em novas relações.

• A transformação dos atributos multivalorados em novas relações deve manter a chave primária da relação original.

Exemplificação da Normalização

• Um exemplo prático envolve uma relação chamada "funk proj", onde um funcionário está associado a múltiplos projetos com diferentes horas dedicadas.

• A chave primária é composta pelo identificador do funcionário e o número do projeto, sendo que o número do projeto pode ser visto como uma chave parcial.

Divisão das Relações

• Ao dividir as relações originais em duas menores, mantemos os dados do funcionário e criamos uma nova relação para associar projetos e horas trabalhadas.

• Essa divisão reflete o mapeamento entre entidades no modelo entidade-relacionamento e suas correspondências no modelo relacional.

Introdução à Segunda Forma Normal

Conceitos Fundamentais

• A segunda forma normal depende dos conceitos de atributo primo e dependência funcional total.

• Um atributo é considerado primo se faz parte de alguma chave candidata; caso contrário, é um atributo não primo.

Dependência Funcional Total

• Dependência funcional total ocorre quando a remoção de qualquer atributo do lado esquerdo da dependência resulta na perda da validade dessa dependência.

Exemplificação das Dependências Funcionais

Teoria de Dependências Funcionais e Normalização

Dependência Funcional e Horas Trabalhadas

• A relação entre funcionário e número de projeto determina a quantidade de horas trabalhadas, estabelecendo que para um determinado funcionário em um projeto específico, sempre haverá uma quantidade fixa de 10 horas.

Análise da Dependência Funcional

• Ao remover o atributo "número do projeto" da dependência funcional, a relação entre "funcionário identificador" e "horas" não se mantém, pois o identificador do funcionário pode estar associado a diferentes projetos com diferentes quantidades de horas.

Totalidade da Dependência Funcional

• A dependência funcional que liga "funcionário identificador" a "horas" é considerada total, pois depende de ambos os atributos. Se apenas um dos atributos for considerado, a relação não se sustenta.

Definição da Segunda Forma Normal

• Um esquema está na segunda forma normal (2FN) se todos os atributos não primos têm dependências funcionais totais em relação à chave primária ou qualquer chave da relação. Isso garante que não haja dependências parciais.

Exemplificação da Normalização

• O exemplo apresentado mostra que embora o esquema inicial esteja na primeira forma normal (1FN), ele não atende à 2FN devido à presença de atributos não primos que dependem parcialmente da chave.

Criação de Novos Esquemas

• Para atender às regras da 2FN, novos esquemas são criados para cada dependência funcional identificada. Cada novo esquema elimina as violações à segunda forma normal.

Conclusão sobre Formas Normais