Ejemplo 1

Aplicaremos ahora la normalización a las relaciones que obtuvimos en el capítulo anterior.

En el caso del primer ejemplo, para almacenar información sobre estaciones meteorológicas y las muestras tomadas por ellas, habíamos llegado a esta estructura:

Estación(Identificador, Latitud, Longitud, Altitud)
Muestra(IdentificadorEstacion, Fecha, Temperatura mínima, Temperatura máxima,
  Precipitaciones, Humedad mínima, Humedad máxima, Velocidad del viento mínima,
  Velocidad del viento máxima)

Primera forma normal

Esta forma nos dice que todos los atributos deben ser atómicos.

Ya comentamos antes que este criterio es en cierto modo relativo, lo que desde un punto de vista puede ser atómico, puede no serlo desde otro.

En lo que respecta a la relación Estación, el Identificador y la Altitud son claramente atómicos. Sin embargo, la Latitud y Longitud pueden considerarse desde dos puntos de vista. En uno son coordenadas (de hecho, podríamos haber considerado la posición como atómica, y fundir ambos atributos en uno). A pesar de que ambos valores se expresen en grados, minutos y segundos, más una orientación, norte, sur, este u oeste, puede hacernos pensar que podemos dividir ambos atributos en partes más simples.

Esta es, desde luego, una opción. Pero todo depende del uso que le vayamos a dar a estos datos. Para nuestra aplicación podemos considerar como atómicos estos dos atributos tal como los hemos definido.

Para la relación Muestras todos los atributos seleccionados son atómicos.

Segunda forma normal

Para que una base de datos sea 2FN primero debe ser 1FN, y además todas las columnas que formen parte de una clave candidata deben aportar información sobre la clave completa.

Para la relación Estación existen dos claves candidatas: identificador y la formada por la combinación de Latitud y Longitud.

Hay que tener en cuenta que hemos creado el atributo Identificador sólo para ser usado como clave principal. Las dependencias son:

Identificador -> (Latitud, Longitud)
Identificador -> Altitud

En estas dependencias, las claves candidatas Identificador y (Latitud, Longitud) son equivalentes y, por lo tanto, intercambiables.

Esta relación se ajusta a la segunda forma normal, veamos la de Muestras.

En esta relación la clave principal es la combinación de (Identificador, Fecha), y el resto de los atributos son dependencias funcionales de esta clave. Por lo tanto, también esta relación está en 2FN.

Tercera forma normal

Una base de datos está en 3FN si está en 2FN y además todas las columnas que no sean claves dependen de la clave completa de forma no transitiva.

No existen dependencias transitivas, de modo que podemos afirmar que nuestra base de datos está en 3FN.

Forma normal de Boyce/Codd

Una relación está en FNBC si cualquier atributo sólo facilita información sobre claves candidatas, y no sobre atributos que no formen parte de ninguna clave candidata.

Tampoco existen atributos que den información sobre otros atributos que no sean o formen parte de claves candidatas.

Cuarta forma normal

Esta forma se refiere a atributos multivaluados, que no existen en nuestras relaciones, por lo tanto, también podemos considerar que nuestra base de datos está en 4FN.

Ejemplo 2

Nuestro segundo ejemplo se modela una biblioteca, y su esquema de relaciones final es este:

Libro(ClaveLibro, Título, Idioma, Formato, ClaveEditorial)
Tema(ClaveTema, Nombre)
Autor(ClaveAutor, Nombre)
Editorial(ClaveEditorial, Nombre, Dirección, Teléfono)
Ejemplar(ClaveEjemplar, ClaveLibro, NúmeroOrden, Edición, Ubicación, Categoría)
Socio(ClaveSocio, Nombre, Dirección, Teléfono, Categoría)
Préstamo(ClaveSocio, ClaveEjemplar, NúmeroOrden, Fecha_préstamo, Fecha_devolución, Notas)
Trata_sobre(ClaveLibro, ClaveTema)
Escrito_por(ClaveLibro, ClaveAutor)

Los ejemplos que estamos siguiendo desde el capítulo 2 demuestran que un buen diseño conceptual sirve para diseñar bases de datos relacionales libres de redundancias, y generalmente, la normalización no afecta a su estructura.

Este ha sido el caso del primer ejemplo, y como veremos, también del segundo.

Primera forma normal

Tenemos, desde luego, algunos atributos que podemos considerar no atómicos, como el nombre del autor, la dirección de la editorial, el nombre del socio y su dirección. Como siempre, dividir estos atributos en otros es una decisión de diseño, que dependerá del uso que se le vaya a dar a estos datos. En nuestro caso, seguramente sea suficiente dejarlos tal como están, pero dividir algunos de ellos no afecta demasiado a las relaciones.

Segunda forma normal

Para que una base de datos sea 2FN primero debe ser 1FN, y además todas las columnas que formen parte de una clave candidata deben aportar información sobre la clave completa.

En el caso de Libro, la única clave candidata es ClaveLibro. Todos los demás valores son repetibles, pueden existir libros con el mismo título y de la misma editorial editados en el mismo formato e idioma. Es decir, no existe ningún otro atributo o conjunto de atributos que puedan identificar un libro de forma unívoca.

Se pueden dar casos especiales, como el del mismo libro escrito en diferentes idiomas. En ese caso la clave será diferente, de modo que los consideraremos como libros distintos. Lo mismo pasa si el mismo libro aparece en varios formatos, o ha sido editado por distintas editoriales.

Es decir, todos los atributos son dependencias funcionales de ClaveLibro.

Con Tema y Autor no hay dudas, sólo tienen dos atributos, y uno de ellos ha sido creado específicamente para ser usado como clave.

Los tres atributos de Editorial también tienen dependencia funcional de ClaveEditorial.

Y lo mismo cabe decir para las entidades Ejemplar, Socio y Préstamo.

En cuanto a las relaciones que almacenan interrelaciones, la clave es el conjunto de todos los atributos, de modo que todas las dependencias son funcionales y triviales.

Tercera forma normal

Una base de datos está en 3FN si está en 2FN y además todas las columnas que no sean claves dependen de la clave completa de forma no transitiva.

En Libro no hay ningún atributo que tenga dependencia funcional de otro atributo que no sea la clave principal. Todos los atributos defienen a la entidad Libro y a ninguna otra.

Las entidades con sólo dos atributos no pueden tener dependencias transitivas, como Tema o Autor.

Con Editorial tampoco existen, todos los atributos dependen exclusivamente de la clave principal.

En el caso del Ejemplar tampoco hay una correspondencia entre ubicación y edición. O al menos no podemos afirmar que exista una norma universal para esta correspondencia. Es posible que todas las primeras ediciones se guarden en el mismo sitio, pero esto no puede ser una condición de diseño para la base de datos. Del mismo modo que podríamos almacenar todos los ejemplares de la misma categoría en el mismo sitio, y esto tampoco debe ser una condición de diseño.

Y para Préstamo los tres atributos que no forman parte de la clave candidata se refieren sólo a la entidad Préstamo.

Forma normal de Boyce/Codd

Una relación está en FNBC si cualquier atributo sólo facilita información sobre claves candidatas, y no sobre atributos que no formen parte de ninguna clave candidata.

Tampoco existen atributos que den información sobre otros atributos que no sean o formen parte de claves candidatas.

Cuarta forma normal

No hay atributos multivaluados. O mejor dicho, los que había ya se convirtieron en entidades cuando diseñamos el modelo E-R.

Ejemplo 3

La normalización será mucho más útil cuando nuestro diseño arranque directamente en el modelo relacional, es decir, cuando no arranquemos de un modelo E-R. Si no somos cuidadosos podemos introducir relaciones con más de una entidad, dependencias transitivas o atributos multivaluados.