Dependência funcional e normalização em bancos de dados

Dependência funcional é um conceito fundamental no design do banco de dados, descrevendo a relação entre atributos em uma tabela. Ele afirma que um ou mais atributos (determinantes) determinam exclusivamente o valor de outro atributo (dependente).

Exemplo:

* Considere uma tabela com atributos `StudentId`,` name` e `curso`.
* Se o `StudentId` identificar de maneira exclusiva de cada aluno, o` StudentId` determina funcionalmente `name` e` curso`.
* Podemos escrever isso como `StudentId -> nome, curso`.

normalização é um processo de organização de dados em um banco de dados para reduzir a redundância de dados e melhorar a integridade dos dados. Envolve quebrar uma tabela grande em tabelas menores e mais gerenciáveis ​​com base em dependências funcionais.

Formas normais (NFS):

Existem várias formas normais (NFs), cada uma com níveis crescentes de normalização:

* 1nf: Cada coluna em uma tabela contém valores atômicos (unidades indivisíveis). Não há grupos repetidos de colunas.
* 2nf: No 1NF, e nenhum atributo não-chave depende apenas da parte da chave primária.
* 3nf: No 2NF, e nenhum atributo não-chave depende de outro atributo não-chave.
* bcnf (forma normal Boyce-Codd): No 3NF, e todo determinante é uma chave candidata.
* 4nf: No BCNF, e nenhuma dependência de vários valores existe.
* 5nf: Em 4nf, e nenhuma dependência de junção existe.

Benefícios da normalização:

* Reduz a redundância de dados: Ao quebrar as tabelas, os dados são armazenados apenas uma vez, minimizando a redundância e salvando o espaço de armazenamento.
* Melhora a integridade dos dados: A normalização evita atualizações de dados inconsistentes e garante a precisão dos dados.
* melhora a eficiência da consulta de dados: Tabelas menores e bem estruturadas levam a recuperação e manipulação mais rápidas de dados.
* facilita a manutenção de dados: Alterações nos dados podem ser feitas de maneira fácil e consistente em todo o banco de dados.

Exemplo de normalização:

Vamos considerar uma tabela "estudantes" com atributos:`StudentId`,` name`, `curso`,` instrutor ', `Departamento'.

* tabela não formalizada:

| StudentId | Nome | Curso | Instrutor | Departamento |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | John Doe | Math | Prof. Smith | Math |
| 2 | Jane Doe | Física | Prof. Jones | Física |
| 1 | John Doe | Física | Prof. Jones | Física |

* 1nf: Como cada coluna contém valores atômicos, a tabela já está em 1NF.
* 2nf: `Curso` depende do` StudentId ', que faz parte da chave primária. Mas o `instrutor 'e o departamento' dependem do` curso ', que não faz parte da chave primária. Portanto, precisamos decompor a tabela em dois:

alunos:

| StudentId | Nome | Curso |
| --- | --- | --- |
| 1 | John Doe | Math |
| 2 | Jane Doe | Física |
| 1 | John Doe | Física |

cursos:

| Curso | Instrutor | Departamento |
| --- | --- | --- |
| Math | Prof. Smith | Math |
| Física | Prof. Jones | Física |

* 3nf: As tabelas acima já estão no 3NF, pois nenhum atributo não-chave depende de outro atributo não-chave.

Conclusão:

Dependência funcional e normalização são conceitos essenciais no design do banco de dados, ajudando a criar um sistema de banco de dados estruturado e eficiente. A normalização garante a integridade dos dados, reduz a redundância e melhora o desempenho. A compreensão desses conceitos permite criar bancos de dados confiáveis ​​e sustentáveis.