Плохая нормализация отношений

Данный пример взят из книги Гилуа М.М. [6, стр.43].

Пример 16. Пусть имеется отношение ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ с набором атрибутов (Наименование вещества, Водород, Гелий, …, 105_элемент). Значением атрибута "Вещество" являются наименования химических веществ, значениями остальных атрибутов - процентный состав соответствующих элементов в этом веществе. Такое отношение могло бы иметь, к примеру, следующий вид:

Наименование вещества

Водород

Гелий

…

105 элемент

Дезоксирибону-клеиновая кислота	5	3	…	0.01
Бензин	50	0	…	0
…	…	…	…	…

Таблица 24 Отношение ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ

Рассмотрим запрос "Найти все химические элементы, содержание которых в каком-либо из веществ превышает заданный процент (скажем, 90)".

С алгоритмической точки зрения этот запрос выполняется элементарно - просматриваются все столбцы таблицы, если в столбце присутствует хотя бы одно значение, большее 90, то запоминается заголовок этого столбца. Набор наименований запомненных столбцов и является ответом на запрос.

Формально невозможно выразить этот запрос в рамках реляционной алгебры, т.к. ответом на этот запрос должен быть список атрибутов отношений, удовлетворяющих определенному условию. В реляционной алгебре нет операторов, манипулирующих с наименованиями атрибутов.

На самом деле, этот пример показывает, что таблица плохо нормализована (нормализация отношений рассматривается в гл.6 и 7). В таблице есть набор однотипных атрибутов ("Водород", "Гелий" и т.д. в количестве 105 столбцов).

Правильнее разбить это отношение на три различных отношения:

ВЕЩЕСТВО(НОМ_ВЕЩЕСТВА, ВЕЩЕСТВО),

ЭЛЕМЕНТЫ(НОМ_ЭЛЕМЕНТА, ЭЛЕМЕНТ),

ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ(НОМ_ВЕЩЕСТВА, НОМ_ЭЛЕМЕНТА, ПРОЦЕНТ).

НОМ_ВЕЩЕСТВА

ВЕЩЕСТВО

1	Дезоксирибонуклеиновая кислота
2	Бензин

Таблица 25 Отношение ВЕЩЕСТВО

НОМ_ЭЛЕМЕНТА

ЭЛЕМЕНТ

1	Водород
2	Гелий
…	…
105	…

Таблица 26 Отношение ЭЛЕМЕНТЫ

НОМ_ВЕЩЕСТВА

НОМ_ЭЛЕМЕНТА

ПРОЦЕНТ

1	1	5
1	2	3
1	105	0.01
2	1	50

Таблица 27 Отношение ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ

Для отношений, нормализованных таким образом, исходный запрос реализуется следующей последовательностью операторов:

R1(НОМЕР_ВЕЩЕСТВА,НОМ_ЭЛЕМЕНТА,ПРОЦЕНТ)= ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ[ПРОЦЕНТ>90]. (Выборка из отношения).

R2(НОМ_ЭЛЕМЕНТА) = R1[НОМ_ЭЛЕМЕНТА]. (Проекция отношения).

R3(НОМ_ЭЛЕМЕНТА,ЭЛЕМЕНТ)= R2[НОМ_ЭЛЕМЕНТА=НОМ_ЭЛЕМЕНТА]ЭЛЕМЕНТЫ. (Естественное соединение)

ОТВЕТ(ЭЛЕМЕНТ) = R3[ЭЛЕМЕНТ]. (Проекция таблицы).

На языке SQL такой запрос реализуется одной командой:

SELECT ЭЛЕМЕНТЫ.ЭЛЕМЕНТ

FROM ЭЛЕМЕНТЫ, ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ

WHERE

ЭЛЕМЕНТЫ.НОМ_ЭЛЕМЕНТА=ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ.НОМ_ЭЛЕМЕНТА

AND ХИМИЧЕСКИЙ_СОСТАВ_ВЕЩЕСТВ.ПРОЦЕНТ>90;

Содержание раздела

Главная сайта