El documento explica las diferentes formas normales de normalización de datos: 1) La 1FN requiere que cada celda contenga un solo valor atómico. 2) La 2FN exige que los atributos dependan completamente de la clave principal. 3) La 3FN evita dependencias transitivas entre atributos no clave. 4) La 4FN elimina redundancias en dependencias multivaloradas.

1. Normalización 1FN, 2FN, 3FN, 4FN
Datos Normalizados en primera forma normal (1FN) y el universo de
datos no normalizados
Antes del análisis y la comparación de los datos normalizados y los no normalizados,
conozcamos que es la Normalización de datos:
¿Qué es normalización?
Normalización es un proceso que clasifica relaciones, objetos, formas de relación y demás
elementos en grupos, en base a las características que cada uno posee. Si se identifican
ciertas reglas, se aplica una categoría; si se definen otras reglas, se aplicará otra
categoría.
Estamos interesados en particular en la clasificación de las relaciones BDR. La forma de
efectuar esto es a través de los tipos de dependencias que podemos determinar dentro de
la relación. Cuando las reglas de clasificación sean más y más restrictivas, diremos que la
relación está en una forma normal más elevada. La relación que está en la forma normal
más elevada posible es que mejor se adapta a nuestras necesidades debido a que
optimiza las condiciones que son de importancia para nosotros:
• La cantidad de espacio requerido para almacenar los datos es la menor posible;
• La facilidad para actualizar la relación es la mayor posible;
• La explicación de la base de datos es la más sencilla posible
Se dice que una relación está en una determinada forma normal si satisface un cierto
conjunto de restricciones. El proceso de normalización es reversible y no se pierde
información.
Etapas de la Normalización

2. -La diferencia que existe entre los datos Normalizados en primera forma normal
(1FN) y el universo de datos no normalizado:
El universo de datos no normalizado se refiere al conjunto de datos que están reunidos bajo
un criterio en común, estos datos son una gran cantidad de información desorganizada y, en
algunos casos, compleja para su análisis u otros usos, ya que tiene un albedrio de
información, y en ello encontraremos muchas inconsistencias o ¨defectos¨, como las
siguientes:
 La REDUNDANCIA de datos
 ERRORES DE ACTUALIZACION de datos.
 FALTA DE INTEGRIDAD E INCONSISTENCIA en los datos.
En relación a tablas no normalizadas (cuando almacenamos información no normalizada):
 Repetición de nombres de cada tabla.
 Presencia de dos filas iguales.
 Los datos de una misma columna de un mismo tipo.
 De inserción: imposibilidad de adicionar datos en la BD por la ausencia de otros.
 De borrado: pérdida no intencionada de datos debido a la eliminación de otros.
En cambio, cuando tenemos los datos organizados bajo ciertos criterios, como la Primera
Forma Normal (1FN), se debe cumplir con lo siguiente:
Una relación R se encuentra en 1FN si y solo sí por cada renglón columna contiene
valores atómicos.
Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos
repetidos como valores, es decir, contienen un solo valor por cada celda.
Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo.
Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es
importante.
Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las
filas no es importante.
EJEMPLOS DE LA 1FN:

3. Ejemplo 1:
En esta Guía de Pedido, la PK es el Nro_GI (número de guía) quién determina a los
demás atributos de la tabla.
Ejemplo 2:
En este caso de la biblioteca, la PK es el CodLibro, quién determina a los demás
atributos de la tabla.
Ejemplo 3:
En esta Informe de Notas, la PK esta conformada por el ID-Estudiante y el ID-Clave,
quienes determinan a los demás atributos de la tabla.
Ejemplo 4:
En esta Boleta de Ventas, la PK es el Num_bol (número de boleta) quién determina a
los demás atributos de la tabla.

4. - Explique detalladamente que resuelve la segunda forma normal (2FN) presente 4 ejemplos.
También muestre mediante ejemplos las fallas que presenta la 2FN.
Dependencia Funcional. Una relación está en 2FN si está en 1FN y si los atributos que no forman
parte de ninguna clave dependen de forma completa de la clave principal. Es decir que no existen
dependencias parciales. (Todos los atributos que no son clave principal deben depender
únicamente de la clave principal).
En otras palabras podríamos decir que la segunda forma normal está basada en el concepto de
dependencia completamente funcional. Una dependencia funcional es completamente
funcional si al eliminar los atributos A de X significa que la dependencia no es mantenida, esto es
que . Una dependencia funcional es una dependencia
parcial si hay algunos atributos que pueden ser eliminados de X y la dependencia
todavía se mantiene, esto es .
Por ejemplo {DNI, ID_PROYECTO} HORAS_TRABAJO (con el DNI de un empleado y el ID de
un proyecto sabemos cuántas horas de trabajo por semana trabaja un empleado en dicho
proyecto) es completamente dependiente dado que ni DNI HORAS_TRABAJO ni
ID_PROYECTO HORAS_TRABAJO mantienen la dependencia. Sin embargo {DNI,
ID_PROYECTO} NOMBRE_EMPLEADO es parcialmente dependiente dado que DNI
NOMBRE_EMPLEADO mantiene la dependencia.
Ejemplos:
Considere una tabla describiendo las habilidades de los empleados:
Habilidades de los empleados
Empleado Habilidad Lugar actual de trabajo
Jones Mecanografía 114 Main Street
Jones Taquigrafía 114 Main Street
Jones Tallado 114 Main Street
Bravo Limpieza ligera 73 Industrial Way

5. Ellis Alquimia 73 Industrial Way
Ellis Malabarismo 73 Industrial Way
Harrison Limpieza ligera 73 Industrial Way
La única clave candidata de la tabla es {Empleado, Habilidad}.
El atributo restante, Lugar actual de trabajo, es dependiente solo en parte de la clave candidata,
llamada Empleado. Por lo tanto la tabla no está en 2NF. Observe la redundancia de la manera en
que son representadas los Lugares actuales de trabajo: nos dicen tres veces que Jones trabaja en
la 114 Main Street, y dos veces que Ellis trabaja en 73 Industrial Way. Esta redundancia hace a la
tabla vulnerable a anomalías de actualización: por ejemplo, es posible actualizar el lugar del trabajo
de Jones en sus registros "Mecanografía" y "Taquigrafía" y no actualizar su registro "Tallado". Los
datos resultantes implicarían respuestas contradictorias a la pregunta "¿Cuál es el lugar actual de
trabajo de Jones?".
Un alternativa 2NF a este diseño representaría la misma información en dos tablas:
Empleados
Empleado Lugar actual de trabajo
Jones 114 Main Street
Bravo 73 Industrial Way
Ellis 73 Industrial Way
Harrison 73 Industrial Way
Habilidades de los empleados
Empleado Habilidad

6. Jones Mecanografía
Jones Taquigrafía
Jones Tallado
Bravo Limpieza ligera
Ellis Alquimia
Ellis Malabarismo
Harrison Limpieza ligera
Las anomalías de actualización no pueden ocurrir en estas tablas, las cuales están en 2NF.
Sin embargo, no todas las tablas 2NF están libres de anomalías de actualización. Un ejemplo
de una tabla 2NF que sufre de anomalías de actualización es:
Ganadores del torneo
Torneo Año Ganador Fecha de nacimiento del ganador
Des Moines Masters 1998 Chip Masterson 14 de marzo de 1977
Indiana Invitational 1998 Al Fredrickson 21 de julio de 1975
Cleveland Open 1999 Bob Albertson 28 de septiembre de 1968
Des Moines Masters 1999 Al Fredrickson 21 de julio de 1975
Indiana Invitational 1999 Chip Masterson 14 de marzo de 1977

7. Aunque el Ganador y la Fecha de nacimiento del ganador están determinadas por una clave
completa {Torneo, Año} y no son partes de ella, particularmente las
combinaciones Ganador/ Fecha de nacimiento del ganador son mostradas redundantemente
en múltiples registros. Este problema es tratado por la tercera forma normal (3NF).
- Explique detalladamente que resuelve la tercera forma normal (3FN) presente 4
ejemplos. También muestre mediante ejemplos las fallas que presenta la 3FN.
La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva
entre los atributos que no son clave.
Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de
relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un
subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X->Z y Z->Y.
Por ejemplo, la dependencia SSN->DMGRSSN es una dependencia transitiva en EMP_DEPT
de la siguiente figura. Decimos que la dependencia de DMGRSSN el atributo clave SSN es
transitiva vía DNUMBER porque las dependencias SSN→DNUMBER y
DNUMBER→DMGRSSN son mantenidas, y DNUMBER no es un subconjunto de la clave de
EMP_DEPT. Intuitivamente, podemos ver que la dependencia de DMGRSSN sobre
DNUMBER es indeseable en EMP_DEPT dado que DNUMBER no es una clave de
EMP_DEPT.
Formalmente, un esquema de relacion está en 3 Forma Normal Elmasri-Navathe,
2
si para
toda dependencia funcional , se cumple al menos una de las siguientes
condiciones:
1. es superllave o clave.
2. es atributo primo de ; esto es, si es miembro de alguna clave en .
Además el esquema debe cumplir necesariamente, con las condiciones de segunda forma
normal.
Un ejemplo de una tabla 2NF que falla en satisfacer los requerimientos de la 3NF es:
Ganadores del torneo
Torneo Año Ganador Fecha de nacimiento del ganador
Indiana Invitational 1998 Al Fredrickson 21 de julio de 1975
Cleveland Open 1999 Bob Albertson 28 de septiembre de 1968

8. Des Moines Masters 1999 Al Fredrickson 21 de julio de 1975
Indiana Invitational 1999 Chip Masterson 14 de marzo de 1977
La única clave candidata es {Torneo, Año}.
La violación de la 3NF ocurre porque el atributo no primario Fecha de nacimiento del
ganador es dependiente transitivamente de {Torneo, Año} vía el atributo no primario Ganador.
El hecho de que la Fecha de nacimiento del ganador es funcionalmente dependiente en
el Ganador hace la tabla vulnerable a inconsistencias lógicas, pues no hay nada que impida a
la misma persona ser mostrada con diferentes fechas de nacimiento en diversos registros.
Ejemplos:
Para expresar los mismos hechos sin violar la 3NF, es necesario dividir la tabla en dos:
Ganadores del torneo
Torneo Año Ganador
Indiana Invitational 1998 Al Fredrickson
Cleveland Open 1999 Bob Albertson
Des Moines Masters 1999 Al Fredrickson
Indiana Invitational 1999 Chip Masterson
Fecha de nacimiento del jugador
Jugador Fecha de nacimiento
Chip Masterson 14 de marzo de 1977
Al Fredrickson 21 de julio de 1975

9. Bob Albertson 28 de septiembre de 1968
Las anomalías de actualización no pueden ocurrir en estas tablas, las cuales están en
3NF.
- Explique detalladamente que resuelve la cuarta forma normal (4FN) presente 4
ejemplos. También muestre mediante ejemplos las fallas que presenta la 4FN.
Una tabla se encuentra en 4FN si, y sólo si, para cada una de sus dependencias múltiples
no funcionales X->->Y, siendo X una super-clave que, X es o una clave candidata o un
conjunto de claves primarias.
Ejemplo:
Considere el siguiente ejemplo:
Permutaciones de envíos de pizzas
Restaurante Variedad de Pizza Área de envío
Vincenzo's Pizza Corteza gruesa Springfield
Vincenzo's Pizza Corteza gruesa Shelbyville
Vincenzo's Pizza Corteza fina Springfield
Vincenzo's Pizza Corteza fina Shelbyville
Elite Pizza Corteza fina Capital City
Elite Pizza Corteza rellena Capital City

10. A1 Pizza Corteza gruesa Springfield
A1 Pizza Corteza gruesa Shelbyville
A1 Pizza Corteza gruesa Capital City
A1 Pizza Corteza rellena Springfield
A1 Pizza Corteza rellena Shelbyville
A1 Pizza Corteza rellena Capital City
Cada fila indica que un restaurante dado puede entregar una variedad dada de pizza a un
área dada.
Note que debido a que la tabla tiene una clave única y ningún atributo no-clave, no viola
ninguna forma normal hasta el BCNF. Pero debido a que las variedades de pizza que un
restaurante ofrece son independientes de las áreas a las cuales el restaurante envía, hay
redundancia en la tabla: por ejemplo, nos dicen tres veces que A1 Pizza ofrece la Corteza
rellena, y si A1 Pizza comienza a producir pizzas de Corteza de queso entonces
necesitaremos agregar múltiples registros, uno para cada una de las Áreas de envío de A1
Pizza. En términos formales, esto se describe como que Variedad de pizza está teniendo
una dependencia multivalor en Restaurante.
Para satisfacer la 4NF, debemos poner los hechos sobre las variedades de pizza ofrecidas
en una tabla diferente de los hechos sobre áreas de envío:
Variedades por restaurante
Restaurante Variedad de pizza
Vincenzo's Pizza Corteza gruesa
Vincenzo's Pizza Corteza fina
Áreas de envío por restaurante
Restaurante Área de envío
Vincenzo's Pizza Springfield
Vincenzo's Pizza Shelbyville

11. Elite Pizza Corteza fina
Elite Pizza Corteza rellena
A1 Pizza Corteza gruesa
A1 Pizza Corteza rellena
Elite Pizza Capital City
A1 Pizza Springfield
A1 Pizza Shelbyville
A1 Pizza Capital City
En contraste, si las variedades de pizza ofrecidas por un restaurante a veces variaran de
un área de envío a otra, la tabla original de la tres columnas satisfaría la 4NF.
Ronald Fagin demostró que es siempre posible alcanzar la 4NF (pero no siempre
deseable). El teorema de Rissanen es también aplicable en dependencias multivalor.