Normalización 1FN, 2FN, 3FN, 4FN
Datos Normalizados en primera forma normal (1FN) y el universo de datos no normalizados
Etapas de la Normalización
Dependencia Funcional 1FN. El universo de datos no normalizado se refiere al conjunto de datos que están reunidos bajo un criterio en común, estos datos son una gran cantidad de información desorganizada y, en algunos casos, compleja para su análisis u otros usos, ya que tiene un albedrío de información, y en ello encontraremos muchas inconsistencias o ¨defectos¨, como las siguientes:
Ø La REDUNDANCIA de datos
Ø ERRORES DE ACTUALIZACIÓN de datos.
Ø FALTA DE INTEGRIDAD E INCONSISTENCIA en los datos.
En relación a tablas no normalizadas (cuando almacenamos información no normalizada):
Ø Repetición de nombres de cada tabla.
Ø Presencia de dos filas iguales.
Ø Los datos de una misma columna de un mismo tipo.
Ø De inserción: imposibilidad de adicionar datos en la BD por la ausencia de otros.
Ø De borrado: pérdida no intencionada de datos debido a la eliminación de otros.
En cambio, cuando tenemos los datos organizados bajo ciertos criterios, como la Primera Forma Normal (1FN), se debe cumplir con lo siguiente:
- Una relación R se encuentra en 1FN si y solo sí por cada renglón columna contiene valores atómicos.
- Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos repetidos como valores, es decir, contienen un solo valor por cada celda.
- Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo.
- Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es importante.
- Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las filas no es importante.
Dependencia Funcional 2FN. Una relación está en 2FN si está en 1FN y si los atributos que no forman parte de ninguna clave dependen de forma completa de la clave principal. Es decir que no existen dependencias parciales. (Todos los atributos que no son clave principal deben depender únicamente de la clave principal).
En otras palabras podríamos decir que la segunda forma normal está basada en el concepto de dependencia completamente funcional. Una dependencia funcional 
es completamente funcional si al eliminar los atributos A de X significa que la dependencia no es mantenida, esto es que 
. Una dependencia funcional es una dependencia parcial si hay algunos atributos 
que pueden ser eliminados de X y la dependencia todavía se mantiene, esto es 
.
es completamente funcional si al eliminar los atributos A de X significa que la dependencia no es mantenida, esto es que . Una dependencia funcional es una dependencia parcial si hay algunos atributos que pueden ser eliminados de X y la dependencia todavía se mantiene, esto es .
Por ejemplo {DNI, ID_PROYECTO} 
HORAS_TRABAJO (con el DNI de un empleado y el ID de un proyecto sabemos cuántas horas de trabajo por semana trabaja un empleado en dicho proyecto) es completamente dependiente dado que ni DNI HORAS_TRABAJO ni ID_PROYECTO HORAS_TRABAJO mantienen la dependencia. Sin embargo {DNI, ID_PROYECTO} NOMBRE_EMPLEADO es parcialmente dependiente dado que DNI NOMBRE_EMPLEADO mantiene la dependencia.
HORAS_TRABAJO (con el DNI de un empleado y el ID de un proyecto sabemos cuántas horas de trabajo por semana trabaja un empleado en dicho proyecto) es completamente dependiente dado que ni DNI HORAS_TRABAJO ni ID_PROYECTO HORAS_TRABAJO mantienen la dependencia. Sin embargo {DNI, ID_PROYECTO} NOMBRE_EMPLEADO es parcialmente dependiente dado que DNI NOMBRE_EMPLEADO mantiene la dependencia.
Dependencia Funcional 3FN. La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva entre los atributos que no son clave.
Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X->Z y Z->Y.
Por ejemplo, la dependencia SSN->DMGRSSN es una dependencia transitiva en EMP_DEPT de la siguiente figura. Decimos que la dependencia de DMGRSSN el atributo clave SSN es transitiva vía DNUMBER porque las dependencias SSN→DNUMBER y DNUMBER→DMGRSSN son mantenidas, y DNUMBER no es un subconjunto de la clave de EMP_DEPT. Intuitivamente, podemos ver que la dependencia de DMGRSSN sobre DNUMBER es indeseable en EMP_DEPT dado que DNUMBER no es una clave de EMP_DEPT.
Formalmente, un esquema de relación 
está en 3 Forma Normal Elmasri-Navathe, si para toda dependencia funcional 
, se cumple al menos una de las siguientes condiciones:
está en 3 Forma Normal Elmasri-Navathe, si para toda dependencia funcional , se cumple al menos una de las siguientes condiciones:
es super llave o clave.
es atributo primo de ; esto es, si es miembro de alguna clave en .
Además el esquema debe cumplir necesariamente, con las condiciones de segunda forma normal.
Un ejemplo de una tabla 2FN que falla en satisfacer los requerimientos de la 3FN es:
| Torneo | Año | Ganador | Fecha de nacimiento del ganador |
|---|---|---|---|
| Indiana Invitational | 1998 | Al Fredrickson | 21 de julio de 1975 |
| Cleveland Open | 1999 | Bob Albertson | 28 de septiembre de 1968 |
| Des Moines Masters | 1999 | Al Fredrickson | 21 de julio de 1975 |
| Indiana Invitational | 1999 | Chip Masterson | 14 de marzo de 1977 |
La única clave candidata es {Torneo, Año}.
La violación de la 3FN ocurre porque el atributo no primario Fecha de nacimiento del ganador es dependiente transitivamente de {Torneo, Año} vía el atributo no primario Ganador. El hecho de que la Fecha de nacimiento del ganador es funcionalmente dependiente en el Ganador hace la tabla vulnerable a inconsistencias lógicas, pues no hay nada que impida a la misma persona ser mostrada con diferentes fechas de nacimiento en diversos registros.
Dependencia Funcional 4FN. Una tabla se encuentra en 4FN si, y sólo si, para cada una de sus dependencias múltiples no funcionales X->->Y, siendo X una super-clave que, X es o una clave candidata o un conjunto de claves primarias.|
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