This is a 45-minute presentation on database normalization (in Greek). It is supposed to be one of the series of lessons in databases.

1. Κανονικοποίηση Βάσεων
Δεδοµένων
(Database Normalization)
Πχης (M) B. Παπαλιάκος ΠΝ
(vpapaliakos@gmail.com)

2. Διαδικαστικά θέµατα
Διάρκεια: 20 λεπτά
●
●Η παρουσίαση είναι διαθέσιµη στη διεύθυνση
http://papaliakos.gr/db/presentations
●Επίσης σας έχει διανεµηθεί σε χαρτί ώστε...
●ΝΑ ΚΡΑΤΗΣΕΤΕ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ!
●Ερωτήσεις δεκτές, κατά προτίµηση στο τέλος
κάθε ενότητας

3. Εισαγωγή
● Υπόθεση: είστε σχετικοί µε το αντικείµενο των
ΒΔ.
● Νιώθετε ότι σας λείπουν κάποιες γνώσεις, όµως
τα καταφέρατε σε µια-δυο περιπτώσεις που
χρειάστηκε να φτιάξετε ΒΔ στην access.
● Σας προσφέρουν 2000 € για µια ΒΔ-δουλειά
µιας εβδοµάδας: pas mal!

4. Εισαγωγή

5. Στόχοι
Να µπορούµε να εξηγήσουµε τις έννοιες:
● Εξάρτηση (data dependency)
● Πλεονασµός (redundancy) και
● Ασυνέπεια (inconsistency) δεδοµένων
Να µπορούµε να εξαλείψουµε τα παραπάνω
προβλήµατα µέσω της κανονικοποίησης (normalization).

6. Βασικές έννοιες - Πυλώνες
● Εξάρτηση (Dependency)
● Πλεονασµός δεδοµένων (Data redundancy)
● Ασυνέπεια δεδοµένων (Data inconsistency)
● Κανονικοποίηση (Normalization)
● Κανονικές µορφές (Normal forms)
● 1NF – 2NF - 3NF
“Στο πεδίο των Η/Υ όπου κι αν πετάξεις µια πέτρα θα χτυπήσεις µια βάση
δεδοµένων”

7. 1. Εξάρτηση (Dependency)
Όταν λέµε: το Y εξαρτάται από το X εννοούµε:
Y=f(X)
● ή µε άλλα λόγια, το Χ καθορίζει το Υ.
● Αυτή η εξάρτηση σηµειώνεται ως X → Y.
Παράδειγµα:
invoice_id line_nr product_code product_name customer_name
Τι εξαρτήσεις έχουµε εδώ;

8. 1. Εξάρτηση (Dependency)
Όταν λέµε: το Y εξαρτάται από το X εννοούµε:
Y=f(X)
● ή µε άλλα λόγια, το Χ καθορίζει το Υ.
● Αυτή η εξάρτηση σηµειώνεται ως X → Y.
Παράδειγµα:
invoice_id line_nr product_code product_name customer_name
product_code product_name
→
invoice_id
→ customer_name

9. 1. Εξάρτηση (Dependency)
Δώστε παραδείγµατα εξαρτηµένων µεταβλητών:
● Σε µια ΒΔ µαθητών-µαθηµάτων-βαθµών
● Σε µια ΒΔ υλικών-αποθηκών-αποθεµάτων
● Σε µια ΒΔ αυτοκινήτων

10. “Καλή” και “Κακή” εξάρτηση
● “Καλή” εξάρτηση (“Good” dependency):
● Πρωτεύον κλειδί (Primary Key) → άλλες ιδιότητες
● “Κακές” εξαρτήσεις (“Bad” dependencies):
● Μερική εξάρτηση (Partial dependency)
invoice_id line_nr product_code product_name customer_name
● Μεταβατική εξάρτηση (Transitive dependency)
invoice_id line_nr product_code product_name customer_name

11. Αποτέλεσµα;

12. 2Α. Πλεονασµός δεδοµένων
(Data redundancy)
Η ίδια πληροφορία φυλάσσεται σε διάφορα µέρη (διπλο-εγγραφή).
Παράδειγµα: η διεύθυνση και το τηλέφωνο ενός πελάτη µπορεί να φυλάσεται στο αρχείο των
λογαριασµών όψεως και στο αντίστοιχο αρχείο των λογαριασµών ταµιευτηρίου µιας τράπεζας.
κωδ_λογαρ. πελ_όνοµα πελ_διευθ πελ_τηλ
οψ-004 Παπαλιάκος Κρυστάλλη 6943483457
κωδ_λογαρ. πελ_όνοµα πελ_διευθ πελ_τηλ
ταµ-037 Παπαλιάκος Κρυστάλλη 6943483457
Αυτό ονοµάζεται
πλεονασµός δεδοµένων
(data redundancy).

13. 2Α. Πλεονασµός δεδοµένων
(Data redundancy)
● Παράδειγµα:
Τι µπορεί να πάει στραβά???

14. 2Β. Ασυνέπεια δεδοµένων
(Data inconsistency)
● Αυτός ο πλεονασµός µπορεί να οδηγήσει σε
ασυνέπεια δεδοµένων (data inconsistency)
δηλαδή σε
● διαφορετικά αντίγραφα των ιδίων δεδοµένων τα οποία
● µπορεί να µη συµφωνούν µεταξύ τους.

15. 2Β. Ασυνέπεια δεδοµένων
(Data inconsistency)
● διαφορετικά αντίγραφα των ιδίων δεδοµένων
● µπορεί να µη συµφωνούν µεταξύ τους.
● Παράδειγµα: αν αλλάξουµε τη διεύθυνση ενός πελάτη στο αρχείο των λογαριασµών
ταµιευτηρίου, τότε αυτή η αλλαγή δεν θα φαίνεται οπουδήποτε αλλού (πχ. στο αρχείο των
λογαριασµών όψεως).
κωδ_λογαρ. πελ_όνοµα πελ_διευθ πελ_τηλ
οψ-004 Παπαλιάκος Κρυστάλλη 6943483457
κωδ_λογαρ. πελ_όνοµα πελ_διευθ πελ_τηλ
ταµ-037 Παπαλιάκος Καβάφη 6947159333

16. 2Β. Ασυνέπεια δεδοµένων
(Data inconsistency)
● διαφορετικά αντίγραφα των ιδίων δεδοµένων
● συµφωνούν µεταξύ τους;

17. Προβλήµατα στα δεδοµένα µας
(Data anomalies)
Update anomaly
Insertion anomaly
Deletion anomaly

18. Τι κάνουµε ???
I am superhero
2NF
(arghh!)
● Normalization to the rescue
I am super-
superhero
I am superhero
3NF
1NF
(arghh!)
(arghh!)

19. 3. Normal forms & normalization
1η κανονική µορφή - First “The key...”
Normal Form (1NF)
2η κανονική µορφή - Second “the whole key...”
Normal Form (2NF)
3η κανονική µορφή - Third “and nothing but the key!”
Normal Form (3NF)

20. 3. Normal forms & normalization
Η διαδικασία κανονικοποίησης (για κάθε πίνακα)
● Συµµόρφωση των δεδοµένων µας σε διαδοχικές κανονικές
µορφές (1NF → 2NF → 3NF)
● Κάθε στήλη (σε κάθε πίνακα) εξαρτάται από
● Το κλειδί,
● ολόκληρο το κλειδί και
● τίποτα άλλο εκτός από το κλειδί
● 1NF (the key) → 2NF (the whole key) → 3NF (& nothing but the key)

21. 3Α. 1η κανονική µορφή
st
1 Normal Form (1NF)
1η κανονική µορφή
First Normal Form (1NF): “the Key”
● Το κλειδί καθορίζει όλες τις ιδιότητες (στήλες) του πίνακα
● ΟΧΙ πολλαπλές τιµές σε µία στήλη
● ΟΧΙ οµάδες δεδοµένων: µία στήλη = µία ιδιότητα

22. 3Α. 1η κανονική µορφή
st
1 Normal Form (1NF)
● Ο παρακάτω πίνακας είναι σε 1NF;

23. 3Β. 2η κανονική µορφή
nd
2 Normal Form (2NF)
2η κανονική µορφή
Second Normal Form (2NF): “the whole key...”
● 1η κανονική µορφή (1NF)
+
● ΟΧΙ µερικές εξαρτήσεις (partial dependencies),
Άρα............

24. Θεραπεία για τις “κακές εξαρτήσεις”
Αφαιρούµε τις µερικές εξαρτήσεις
invoice_id line_nr product_code product_name customer_name
invoice_id line_nr product_code product_name
invoice_id customer_name

25. 3Γ. 3η κανονική µορφή
rd
3 Normal Form (3NF)
3η κανονική µορφή
Third Normal Form (3NF): “...and nothing but the key!”
● 2η κανονική µορφή (2NF)
+
● ΟΧΙ µεταβατικές εξαρτήσεις (transitive dependencies)
Οπότε..............

26. Θεραπεία για τις “κακές εξαρτήσεις”
Αφαιρούµε τις µεταβατικές εξαρτήσεις
invoice_id line_nr product_code product_name
invoice_id customer_name
invoice_id line_nr product_code product_code product_name
invoice_id customer_name

27. Κανονικοποίηση στην πράξη

28. Συνεπώς...
● Αφαιρούµε
– Πολλαπλές στήλες – πολλαπλές τιµές
– Μερικές εξαρτήσεις
– Μεταβατικές εξαρτήσεις
● Εξαλείφουµε προβλήµατα στα δεδοµένα µας
● Κανονικοποίηση όλων των πινάκων
● Κανονικοποίηση όλης της ΒΔ

29. Επίλογος
● Βασικές έννοιες
– Εξάρτηση (Dependency)
– Πλεονασµός δεδοµένων (Data redundancy)
– Ασυνέπεια δεδοµένων (Data inconsistency)
– Κανονικοποίηση (Normalization)
– Κανονικές µορφές (Normal forms)
1NF – 2NF - 3NF

30. Επίλογος
Στόχοι:
1.Να µπορούµε να εξηγήσουµε τις έννοιες:
– Εξάρτηση (data dependency)
– Πλεονασµός (redundancy) και
– Ασυνέπεια (inconsistency) δεδοµένων
2.Να µπορούµε να εξαλείψουµε τα παραπάνω
προβλήµατα µέσω της κανονικοποίησης
(normalization).

31. Πηγές
● http://en.wikipedia.org/wiki/Database_normaliza
tion (click here)
● http://databases.about.com/od/specificproducts/
a/normalization.htm (click here)

32. Ερωτήσεις ???