Algoritmos de descomposición

 Algoritmos de descomposición. Un algoritmo de diseño de base de datos relacionales y dependencia adicionales. Hay dos técnicas principales para diseñar esquemas de base de datos relacionales. La primera es un diseño descendente, en la cual implica diseñar un esquema conceptual en un modelo de datos de alto nivel, cómo el modelo ER, y luego transformar el esquema conceptual en un conjunto de relaciones empleando un procedimiento de transformación. Estudiaremos cada uno de las relaciones usando las dependencias funcionales y se le asignarán claves primarias, aplicando un procedimiento de normalización para eliminar las dependencias parciales y transitivas sí aún existiese alguna. El análisis sobre la dependencia los deseadas pudiera efectuarse durante el propio diseño conceptual analizando la dependencias funcionales entre los atributos contenidos en los tipos de entidad y en los tipo de relación, de esta manera un no tenemos que verlo en la necesidad de realizar una normalización adicional una vez que se haya realizado la transformación. En el segundo enfoque el cual nombramos diseño ascendente, la cual es una técnica más refinada que implica observar el diseño de esquemas de base de datos relacionales estrictamente en términos de dependencias funcionales y dependencias de otros tipos, especificadas por para los atributos de la base de datos. Una vez que se especifica las dependencias se aplica un algoritmo de normalización que tiene como objetivo sintetizar los esquemas de relación. Cada esquema de la relación individual de posee la características asociadas a la tercera forma normal o a la forma normal BD o alguna otra forma normal superior. Más adelante veremos alguno de sus algoritmos de normalización así como otros tipos de dependencias. También examinaremos más detalladamente la dos propiedades deseables de las reuniones no admitidas (sin pérdidas) y la conservación de las dependencias. Los algoritmos de normalización suele comenzar a sintetizando un esquema de relación un gigante, llamado relación universal, que incluye todos los atributos de la base de datos. Luego se realizará repetidamente una descomposición hasta que ya no sea factible seguir, de acuerdo con las dependencias funcionales a y de otra naturaleza que hayan sido especificadas.

Presentaremos a continuación varios algoritmos de normalización basado sólo en dependencias funcionales que pueda servir para sintetizar los esquemas de la tercera forma normal a y de la forma normal B C. Comenzaremos describiendo las dos propiedades de descomposición deseables, que son la propia de conservación de las dependencias y la propia de reuniones sin pérdidas, con las que los algoritmo de diseño efectúan las de composiciones deseables. Demostraremos que la formas normales son insuficientes por sí solas como criterio para diseñar un buen esquema de base de datos relacional. Las relaciones debe satisfacer conjuntamente está son propiedades adicionales para poder ser  consideradas como un buen diseño. Luego estudiaremos otro tipo de dependencia con respecto a los datos entre las que se incluyen las dependencias multivaluadas y las dependencias de reunión, que especifica restricciones que no pueden expresarse mediante dependencias funcionales. La presencia de estas dependencias dado lugar a la definición de la cuarta forma normal y desde la quinta forma normal mundo. También definiremos las dependencias de inclusión y las dependencias de plantillas finalmente examinaremos brevemente la forma normal de dominio clave. Veremos a continuación ejemplos con lo que se pueda comprobar que una relación individual estado en una forma normal superior no garantiza por sí mismo un buen diseño; más bien, un conjunto de relaciones, que constituyen el esquema de base de datos relacional deben posee cierta propiedades adicionales para asegurar un buen diseño. Dos de esas propiedades son la propiedad de conservación de las dependencias y la propiedad de reunión sin pérdidas. Los algoritmos de descomposición garantizan estas propiedades y además aseguran que las relaciones individuales estén correctamente normalizadas. Se verá además los problemas asociados. Descomposición de relaciones insuficiencia de las formas normales. Los algoritmos de diseños de bases de datos relacionales que presentamos aquí parten de un solo esquema de relación universal R={A 1, A2,………,An} que contiene todos los atributos de la base de datos. Hacemos implícitamente la suposición de relación universal, que nos dice que todos los nombres de atributos son únicos. El conjunto F de dependencias funcionales que deben cumplir los atributos de R son especificados por los diseñadores y está disponible para los algoritmo diseño. Con las dependencias funcionales, los algoritmo de componen el esquema de relación universal R en un conjunto de esquemas de relación D={R 1,R2,….,Rn} que se convertirá en el esquema de la base de datos relacional; a D se le denomina descomposición de R.

Debemos asegurarnos que todos los atributos DE R aparezcan en por lo menos un esquema de relación Ri, de la descomposición, de modo que no se pierdan atributos. En términos formales:

 A esta condición se le denomina condición de conservación de atributos de una descomposición. Otro objetivo es lograr que cada relación individual R I de la descomposición D este e en la forma normal BC. Sin embargo, esta condición no es suficiente por sí sola para obtener un buen diseño de base de datos. Hay que considerar la descomposición como un todo, además de examinar las relaciones individuales. Mediante un ejemplo vamos a ilustrar este punto, considere la mala relación LOCS_EMP de la figura siguiente que está en tercera forma normal y también en forma normal BC.

De hecho, cualquier esquema de relación que sólo tenga dos atributos estar  automáticamente en forma normal BC. Aunque LOCS_EMP está en forma normal BC, producirá tuplas espurias cuando se le reúna con EMP_PROY1(NSS,NUMEROP,HORAS,NOMBREPR,LOCALIZACIONP) que representa un esquema de relación especialmente malo debido a lo rebuscado de su semántica según la cual LOCALIZACIONP da la ubicación de uno de los proyectos en lo que un empleado trabajo. Si reunimos LOCS_EMP con PROYECTO(NOMBREPR,NUMEROP,LOCALIZACIONP,NUMD) de la figura siguiente, que está en forma normal BC, también tendremos tuplas espurias. Necesitamos otros criterios que, conjuntamente las condiciones de la tercera forma normal por la forma normal BC, eviten tales diseños deficientes.

Veamos a continuación las condiciones adicionales que deben satisfacer  globalmente una descomposición D. Descomposición y conservación de las dependencias. Sería útil que toda dependencia funcional X Y especificada en F apareciera discretamente en uno de esquemas de relación R I. In formalmente, este es la condición de conservación de las dependencias. Queremos conservar las dependencias porque cada dependencia en F representa una restricción sobre la base de datos. Si alguna de la dependencia no está representada en alguna

relación individual R I de la descomposición, no podemos hacer cumplir esta restricción con sólo examinar una relación individual; tendremos entonces que running dos, relaciones de la descomposición y luego verificar que la dependencia funcional se cumplen el resultado de la operación de reunión. Éste es a todas luces un procedimiento ineficiente y poco práctico. No es necesario que las dependencias exactas específicas en F aparezcan en relaciones individuales de la descomposición D. Basta con que la unión de la dependencia que se cumplen en la relaciona individuales de D sea equivalente a F. Ahora definiremos estos conceptos en términos más formales. Primero necesitamos una definición preliminar: dado un conjunto de dependencias de f sobre R, la proyección de F sobre R I, denostada por πRI(F) donde RI es un subconjunto de R2, es el conjunto de dependencias X Y en F+tal que los atributos de X  Y estén todos contenidos en Ri. Así pues, la provisión de F sobre cada esquema de la relación Ri de la descomposición D es el conjunto de dependencias funcionales en F+, tales que todos sus atributos de la parte izquierda en la parte derecha están en Ri. Decimos que una descomposición D={R1,R2,……,Rm} de R

es conservadora de las dependencias respecto a F si la unión de las proyecciones de F sobre cada Ri de D es equivalente a F; esto es,

Si una descomposición no conserva las dependencias, alguna dependencia se perderá en la descomposición. Como ya mencionamos, para comprobar si se cumplió no una dependencia perdida debemos obtener la REUNIÓN de varias relaciones de la descomposición para obtener una relación que incluya todos atributos de la parte izquierda y derecha de la dependencia pérdida, y luego comprobar que la dependencia sea pálida en el resultado de la REUNIÓN, opción que no resulta práctica. En la figura siguiente se muestra un ejemplo descomposición que no conserva las dependencias pues ahí se pierde la dependencia funcional DF2 cuando PARCELAS1A se descompone en{PARCELAS1AX, PARCELAS1AY}.

Sin embargo, la descomposición de la siguiente figura, en cambio sí conservan las dependencias.

De modo similar, para el siguiente ejemplo, independientemente de la descomposición que se escoja para la relación IMPARTE(ESTUDIANTE,CURSO,PROFESOR) de las tres mostradas, se pierde una o dos de la dependencia que estaban presentes originalmente.