VERİTABANI SİSTEMLERİ - Deneme Sınavı - 3

Veritabanı normalleştirmesinin ilk aşamasında uygulanan kurallar: • Tekrar eden gruplar kaldırılır. • Birincil anahtar tanımlanır. Birincil anahtar benzersiz olup tekrarlı değerlere izin vermez. • Bütün diğer alanlar birincil anahtar ile doğrudan ya da dolaylı benzersiz olarak belirlenebilir. • Her bir alan atomik değer içermelidir. • Bir alandaki değerler aynı veri tipinde olmalıdır.

Günümüzde modern ilişkisel veri tabanı modellerinde genelde 3. normal formdan sonrası genelde uygulanmaz. 3NF üzeri normalleştirmeler veri tabanında çok fazla tablo ve ilişki oluşturur. Bunun sonucunda da uygulamada oluşturulacak SQL bitişmeleri çok karmaşık olur. Karmaşık bitişmeler ise sorguların tamamlanma sürelerinin uzamasına sebep olur. Dolayısıyla uygulamada veriye erişimde performans düşüşleri yaşanır. Bu nedenle uygulamacılar tabloları daha küçük parçalara bölmek yerine, 3NF veritabanı modeli ile daha az karmaşık bitişme kullanan SQL komutları kullanır ve olası performans düşüşlerinin önüne geçmiş olur.

Normalleştirmenin Amaçları 1. Veri artıklığını (redundancy) minimum yapmak. 2. Veri bütünlüğünü sağlayan kısıtların uygulamasını basitleştirmek. 3. Veri işlemeyi (ekleme, güncelleme ve silme) daha basit hâle getirmek. 4. Gerçek varlık ve ilişkileri daha iyi temsil edecek veri tabanı modeli tasarımını gerçekleştirmek ve ilerideki geliştirmeler için sağlam bir taban oluşturmak.

Birçok veri tabanı tasarım aşaması vardır. Ancak bu aşamalardan en çok bilinenleri 1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF, 5NF’dir.

Birincil anahtar iki veya daha fazla öznitelikten oluşuyorsa bu tür birincil anahtarlara birleşik anahtar (composite key) adı verilir. Bu tür tablolarda anahtar olmayan öznitelik, birleşik anahtarın sadece bir kısmı ile belirleniyorsa buna kısmi bağımlılık denir. Bir veritabanında yer alan tabloda A, B, C ve D gibi toplam dört özniteliğin olduğunu varsayalım. Bu tablonun birincil anahtarı da (A, B) olsun. Bu durumda AB→CD fonksiyonel bağımlılığı yazılabilir. Bu tabloda A→C fonksiyonel bağımlılığını da varsayalım. Bu durumda C özniteliği birleşik anahtarın sadece bir kısmı olan A özniteliğine bağımlıdır. Yani C özniteliği A’ya kısmi bağımlıdır.

Bir tabloda yer alan bazı özniteliklerin başka bir öznitelik aracılığıyla üçüncü bir özniteliğe bağımlı olması geçişli bağımlılık olarak adlandırılır. Bir veritabanında yer alan tablonun A, B, C ve D şeklinde toplam dört özniteliği olsun. Bu tabloda A birincil anahtar olsun. A→B ve B→C fonksiyonel bağımlılıklarının olduğunu varsayalım. Verilen bu iki fonksiyonel bağımlılık incelendiğinde, C özniteliğinin B özniteliği aracılığıyla A özniteliğine bağımlı olduğu görülür. Bu durum geçişli bağımlılık olup A→C fonksiyonel bağımlılığı yazılabilir. Başka bir deyişle geçişli bağımlılıkta; C özniteliği, A özniteliği ile bir diğer öznitelik B üzerinden dolaylı olarak belirlenir.

Döngüsel bağımlılıkta döngü kapalı halka, tekrar etme anlamında kullanılmaktadır. Veritabanında bir öznitelik A, diğer öznitelik B’ye bağımlı iken aynı zamanda B özniteliği de A’ya bağımlı ise döngüsel bağımlılık olarak adlandırılır. Döngüsel bağımlılık genelde tablolardaki iki ya da daha fazla alandan oluşan birleşik anahtarlarda oluşur.

Güncelleme aykırılığı oluşmaması için birincil anahtar değerinde güncelleme yaparken detay tablolarda da ilişkili yabancı anahtarlar sırasıyla (cascade) güncellenmelidir. A, B, C ve D şıklarında sırasıyla ekleme, silme, güncelleme ve silme aykırılıkları görülür.

Normalleştirme tablolar ve aralarındaki ilişkilerin aykırılıkları azaltmak üzere aşamalı olarak daha küçük ve iyi yapılandırılmış tablolar ve ilişkilere dönüştürülmesidir. Dolayısıyla sorgu süresini azaltmak doğrudan normalleştirme ile alakalı değildir.

Tüm anahtar olmayan alanlar birincil anahtara tam fonksiyonel bağımlı olması 2NF’da ele alınan bir aşamadır.

2NF sonucunda elde edilen tablolarda kısmi bağımlılıklar kaldırıldığı için güncelleme aykırılığı çözülür.

Bir tablo 3NF’de ise ve her belirleyici anahtar olarak tanımlandıysa ilgili tablo BCNF formunda denir. Bu tanıma göre eğer bir tablo BCNF ise bu tablo aynı zamanda 3NF’dir. Ama tersi doğru değildir.

4NF’da çok değerli hiç bir bağımlılık kalmaz. Birincil anahtar olan alanlar ile diğer alanlar arasındaki her bir bağımsız bire-çoklu ilişki için ayrı tablo oluşturmak gerekir. Tekrarları önlemek için her tablo mümkün olduğunca küçük parçalara bölünür.

5NF’da döngüsel fonksiyonel bağımlılıklar ve kalan tüm aykırılıklar kaldırılır. Projeksiyon Normal Form (PJNF) olarak da adlandırılır. 4NF’de kaldırılmamış olan tekrarlamalar daha küçük tablolara bölünerek kaldırılır.

Veritabanı modelinden sorunlu fonksiyonel bağımlılıklarının aşama aşama kaldırılması işlemine normalleştirme denir.

Normalleştirme kuralları iki öznitelik arasındaki kısıtlara dayanan fonksiyonel bağımlılık kavramı ile test edilir. Her aşamada uygulanan kurala Normal Form (NF) adı verilir. İlk kural uygulanıyorsa veritabanı tasarımının birinci normal formda (1NF) olduğu, ikinci kural uygulanıyorsa ikinci normal formda (2NF) olduğu şeklinde ifade edilir.

Bir tabloda birincil anahtar bir veya daha fazla öznitelikten oluşabilir. Eğer birincil anahtar iki veya daha fazla öznitelikten oluşuyorsa bu tür birincil anahtarlara birleşik anahtar (composite key) adı verilir. Bu tür tablolarda anahtar olmayan öznitelik, birleşik anahtarın sadece bir kısmı ile belirleniyorsa buna kısmi bağımlılık denir.

Bir tabloda yer alan bazı özniteliklerin başka bir öznitelik aracılığıyla üçüncü bir özniteliğe bağımlı olması geçişli bağımlılık olarak adlandırılır.

Bir veritabanında yer alan tablonun A, B, C ve D şeklinde toplam dört özniteliği olsun. Bu tabloda A birincil anahtar olsun. A→B ve B→C fonksiyonel bağımlılıklarının olduğunu varsayalım. Verilen bu iki fonksiyonel bağımlılık incelendiğinde, C özniteliğinin B özniteliği aracılığıyla A özniteliğine bağımlı olduğu görülür. Bu durum geçişli bağımlılık olup A→C fonksiyonel bağımlılığı yazılabilir.

Tabloda bir alandaki değerler virgülle ayrılarak oluşturulan liste veya dizi değerlerinden oluşuyorsa çok değerli bağımlılık vardır.