Normalização e Formas Normais

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Normalização e as Formas 
Normais
Profa. Vaninha Vieira
(vaninha@dcc.ufba.br)
Salvador, Agosto/2013
Universidade Federal da Bahia 
Instituto de Matemática 
Departamento de Ciência da Computação
MATA60 – Banco de Dados
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Créditos: Parte dos slides utilizados nesta apresentação foram adaptados 
dos slides do Livro do Elmasri & Navathe, 2011 – 6a Edição.
Cap. 15
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Diretrizes informais de projeto para esquemas 
de relações
� Medidas de qualidade
1. Garantir que a semântica dos atributos seja clara no 
esquema
2. Reduzir a informação redundante nas tuplas
3. Reduzir os valores NULL nas tuplas
4. Reprovar a possibilidade de gerar tuplas falsas
� Muito importante entender de fato o conceito de 
entidade neste processo
� Muito importante entender a semântica das entidades e 
os atributos que as representam
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Diretriz 1
� Projete um esquema de relação de modo que seja fácil
explicar seu significado
� Não combine atributos de vários tipos de entidade e de
relacionamento em uma única relação
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Diretriz 2
� Projete os esquemas da base de modo que nenhuma
anomalia de atualização esteja presente nas relações
• Anomalia de Inserção, Exclusão ou Modificação
� Agrupamento de atributos em esquemas de relação
� Efeito significativo no espaço de armazenamento
� Se houver alguma anomalia:
• Anote-as claramente
• Cuide para que os programas que atualizam o banco de
dados operem corretamente
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FUNC_DEP
Anomalia de Inserção: 
a)Inserir um novo funcionário?
b)Inserir um novo departamento (ainda sem funcionário associado)?
Anomalia de Remoção: 
a)Excluir um funcionário?
Anomalia de Modificação: 
a)Mudar o gerente de um departamento?
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Diretriz 3
� Podemos agrupar muitos atributos em uma relação 'gorda‘
• Acabamos com muitos NULLs
• Problemas com NULLs
� Desperdício de espaço de armazenamento
� Problemas com o conhecimento do significado
� Problemas com o uso de funções de agregação nas 
consultas
� Evite colocar atributos em uma relação da base cujos
valores podem ser NULL com frequência
� Se os NULLs forem inevitáveis:
• Garanta que eles se apliquem apenas em casos excepcionais,
e não à maioria das tuplas
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Diretriz 4
� Evite relações com atributos correspondentes que não sejam
combinações (chave estrangeira, chave primária), pois a junção sobre
tais atributos pode produzir tuplas falsas.
� Tupla falsa
• Representam informação falsa, que não é válida
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Dependências funcionais
� Ferramenta formal para a análise de esquemas relacionais
� Permite detectar e descrever alguns dos problemas
mencionados em termos precisos
� É uma restrição entre dois conjuntos de atributos do BD
� Propriedade da semântica ou significado dos atributos
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Definição de dependência
funcional
DF1: {Cpf, Projnumero} 
� Horas
DF2: Cpf � Fnome
DF3: Projnumero �
{Projnome, Projlocal}
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O que é normalização?
� Processo formal, passo a passo, que examina os atributos de 
uma entidade, com o objetivo de evitar anomalias observadas na 
inclusão, exclusão e alteração de registros
– Objetivos:
• Minimizar redundâncias e inconsistências do banco de dados
• Facilitar manipulação e manutenção do BD e Aplicações
• Melhorar performance e uso do espaço em disco
– Sub-Fases:
• Identificação das redundâncias e outros problemas
• Reorganização do banco de dados
• Reprojeto das aplicações
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Normalização e as Formas Normais
� O Processo de normalização aplica uma série de regras sobre as 
tabelas de um banco de dados, para verificar se estas estão 
corretamente projetadas
� Na prática usamos um conjunto de 3 Formas Normais.
• Primeira Forma Normal (1FN)
• Segunda Forma Normal (2FN)
• Terceira Forma Normal (3FN)
• Devem ser aplicadas nessa ordem
� Existem 5 formas normais (regras de normalização)
• Além da Forma Normal de Boyce-Codd
Proposto por Codd em 1972
Conceito Base:
Dependências Funcionais 
de Atributos de uma relação
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Primeira Forma Normal (1FN)
� Uma relação está na 1FN, se não houver atributos 
multivalorados, compostos e suas combinações
� Os únicos valores de atributo permitidos são os valores atômicos (ou
indivisíveis)
� 1FN reprova relações dentro de relações ou relações como valores de
atributo dentro de tuplas.
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Primeira Forma Normal (1FN)
� Técnicas principais para conseguir a 1FN
1. Remover o atributo e colocá-lo em uma relação separada
2. Expandir a chave
3. Usar vários atributos atômicos
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Exemplo 2: Atributos compostos
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Segunda Forma Normal (2FN)
� Uma relação está na Segunda Forma Normal 2FN se 
• Ela estiver na 1FN
• Todos os atributos não chave forem totalmente dependentes da 
chave primária 
(dependente de toda a chave e não apenas parte dela)
• Conceito de Dependência Funcional Total
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Segunda Forma Normal (2FN)
� Procedimentos:
a) Identificar os atributos que não são funcionalmente 
dependentes de toda a chave primária;
b) Remover da entidade todos esses atributos identificados e 
criar uma nova entidade com eles.
c) A chave primária da nova entidade será o atributo do qual os 
atributos removidos são funcionalmente dependentes.
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Terceira Forma Normal (3FN)
� Uma relação está na Terceira Forma Normal 3FN se 
• Ela estiver na 2FN
• Nenhum atributo não-chave depender de outro atributo não-chave
� Baseada no conceito de dependência transitiva
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� Procedimentos:
a) Identificar todos os atributos que são funcionalmente 
dependentes de outros atributos não chave;
b) Removê-los;
c) A chave primária da nova entidade será o atributo do qual os 
atributos removidos são funcionalmente dependentes.
Terceira Forma Normal (3FN)
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Exemplo
� Na 3FN temos de eliminar aqueles campos que podem ser 
obtidos pela equação de outros campos da mesma tabela.
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Definições gerais das formas normais 
baseadas em chaves primárias
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Exercício de Normalização
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1FN (parte 1)
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1FN (parte 2)
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2FN
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3FN
Todos os empregados da 
categoria A1 e A2 possuem 
salário 4 e B1 possuem salário 9.
A 3FN visa eliminar esse tipo de 
redundância.
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Lista de Exercícios - Instruções
� Normalize as relações de forma que todas as relações resultantes 
estejam na forma normal mais restrita. Considere a 1FN, 2FN e 3FN
� Para cada forma normal:
• identifique que dependências funcionais se aplicam sobre a relação;
• identifique e justifique se a relação encontra-se ou não na forma 
normal em questão; e
• caso a relação sendo analisada não se encontre na forma normal 
em questão, normalize a relação, especificando as relações 
originadas. 
� Nos exercícios, a normalização deve ser realizada passo a passo (ou 
seja, forma normal a forma normal). 
� As respostas não devem listar apenas as relações finais. 
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Exercício 1
vendedor ( nro_vend, nome_vend, sexo_vend,{ 
cliente (nro_cli, nome_cli, end_cli ) } )
�As seguintes dependências funcionais devem ser 
garantidas na normalização:
• nro_vend → nome_vend, sexo_vend
• nro_cli → nome_cli, end_cli
�Observações adicionais:
• um vendedor pode atender diversos clientes, e um 
cliente pode ser atendido por diversos vendedores
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Exercício 2
aluno ( nro_aluno, cod_depto, nome_depto, sigla_depto, 
cod_orient, nome_orient, fone_orient, cod_curso )
As seguintes dependências funcionais devem ser garantidas 
na normalização:
cod_depto → {nome_depto, sigla_depto}
cod_orient → {nome_orient, fone_orient}
nro_aluno → {cod_depto, cod_orient, cod_curso}
Observações adicionais:
um aluno somente pode estar associado a um departamento
um aluno cursa apenas um único curso
um aluno somente pode ser orientado por um único orientador 
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Exercício 2
empresa (cod_empresa, nome_empresa, end_empresa, 
nome_fundador, nacionalidade_fundador, { filial (filial_nro, 
filial_local, filial_data_abertura) })
As seguintes dependências funcionais devem ser garantidas 
na normalização:
cod_empresa → {nome_empresa, end_empresa, nome_fundador}
nome_fundador → nacionalidade_fundador
{cod_empresa, filial_nro} → {filial_local, filial_data_abertura}
Observações adicionais:
•uma empresasomente pode ter sido fundada por um único fundador. 
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Referências usadas na apresentação
� Elmasri & Navathe. 2011. Sistemas de Banco de Dados. 6ª ed. Editora Pearson.
� http://www.luis.blog.br/normalizacao-de-dados-e-as-formas-normais.aspx
� http://infernatica.blogspot.com.br/2007/09/normalizao-de-banco-de-dados.html
� Material do curso da Profa Cristina Ciferri. Universidade de São Paulo. Instituto 
de Ciências Matemáticas e de Computação.