6.2.7. Четвертая нормальная форма
Рассмотрим следующую схему отношения: НИР (Номер_НИР, Сотр, Задан_НИР).
Отношение НИР содержит номера тем научно-исследовательских работ, для каждой темы — список сотрудников, которые могут выполнять работы по теме, и список заданий темы. Сотрудники могут участвовать в нескольких темах, и разные темы могут включать одинаковые задания. В такой ситуации единственно возможным ключом отношения является составной атрибут:-
(Номер_НИР, Сотр, Задан_НИР)
Отношение характеризуется значительной избыточностью и приводит к возникновению аномалий обновления. Все рассмотренные до сих пор приемы нормализации, опирающиеся на функциональные зависимости, оказываются неприменимыми, поскольку этих зависимостей в отношении вовсе нет.
В 1971 году Фейгин предложил строго теоретически обоснованный выход из этой ситуации с помощью понятия многозначной зависимости (МЗ).
Определим формально условие существования многозначной зависимости: многозначная зависимость имеет место в том отношении, в котором содержится две независимые связи типа 1 : М. И все проблемы данной ситуации вызваны именно этой независимостью связей.
В отношении R(A, В, С) существует многозначная зависимость А →В в том и только в том случае, если множество значений В, соответствующее паре значений А и С, зависит только от А и не зависит от С.
В отношении НИР существуют следующие две многозначные зависимости:
Номер_НИР ->> Сотр; Номер_НИР ->> Задан_НИР.
Многозначные зависимости всегда образуют связанные пары и поэтому их обычно представляют вместе в символьном виде так: А ->> В | С.
Дальнейшая нормализация таких отношений должна проходить по пути разделения двух независимых повторяющихся групп. Это разделение основывается на следующей теореме Фейгина.
Отношение R (А, В, C) можно спроецировать без потерь в отношения R1 (А, В) и R2 (А, С) тогда и только тогда, когда для отношения R выполняется МЗ-зависимость: А ->> В С. Такая зависимость называется нетривиальной МЗ-зависимостью.
Отношение находится в четвертой нормальной форме (4НФ) тогда и только тогда, когда существуют такие подмножества А и В атрибутов отношения R, что выполняется нетривиальная многозначная зависимость А ->> В. Тогда все атрибуты отношения R также функционально зависят от атрибута A.
Итак, поскольку проблема многозначных зависимостей возникает в связи с многозначными атрибутами, то решить проблему можно, поместив каждый многозначный атрибут в свою собственную таблицу вместе с ключом, от которого атрибут зависит.
В рассматриваемом примере можно произвести декомпозицию отношения НИР в два отношения НИР-СОТРУДНИКИ и НИР-ЗАДАНИЯ:
НИР-СОТРУДНИКИ (Номер_НИР, Сотр);
НИР-ЗАДАНИЯ (Номер_НИР, Задан_НИР).
