Нормализација и подобрување на дизајн

Содржина

1. Определување функционални зависности
   1. Функционални зависности
   2. Класификација на атрибути
      1. Лево - атрибути кои одредуваат други
      2. Лево и десно - атрибути кои одредуваат други и се одредени од други
      3. Десно - атрибути кои се одредени од други
   3. Покривачи на примарните клучеви
   4. Анализа според покривачи
2. Анализа на нормални форми
   1. 1 НФ
   2. 2 НФ
   3. 3 НФ
      1. Прекршоци на 3 НФ
      2. Подобрувања на дизајнот за да се задоволи 3 НФ
   4. BCNF
      1. Прекршоци на BCNF
      2. Подобрувања на дизајнот за да се задоволи BCNF

Определување функционални зависности

R = {user_id, user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id, city_name, region_id, region_name, cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img, wh_id, wh_adr, veh_id, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin,veh_reg_date, ctg_id, ctg_name, man_id, man_name, man_adr, man_mobile, man_email, art_id, art_name, art_image, art_weight, price_id, price, price_eff_date, pf_id, pf_deadline, pf_date_created, pf_status_id, pf_status_name, pf_status_desc, del_id, del_date_created, del_date, del_start_km, del_end_km, del_start_time, del_end_time, d_status_id, d_status_name, d_status_desc, ord_id, ord_date, ord_sum, ord_fulfillment_date, ord_comment, o_status_id, o_status_name, o_status_desc, unit_id, unit_expiration_date, unit_serial_number, unit_batch_number, unit_manufacture_date, unit_cost_price, day_id, day_name, cust_day_id, start_time, end_time, t_id, t_value, t_date, t_type, t_expiry, t_validated_at, t_user, img_id, img_path, img_ent_type, img_ent_id}

Функционални зависности

Users

user_id → user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id

Customer го проширува User

user_id → cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img (каде што clazz_ = 'customer')

Manager го проширува User

user_id → wh_id (каде што clazz_ = 'manager')

Driver го проширува User

user_id → veh_id (каде што clazz_ = 'driver')

City

city_id → city_name, region_id

Region

region_id → region_name

Warehouse

wh_id → wh_adr, city_id

Vehicle

veh_id → veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, wh_id

Categories

ctg_id → ctg_name

Manufacturer

man_id → man_name, man_adr, man_mobile, man_email

Article

art_id → art_name, art_image, art_weight, ctg_id, man_id

Price

price_id → price, price_eff_date, art_id

Pro forma

pf_id → pf_deadline, pf_date_created, pf_status_id

Pro Forma Status

pf_status_id → pf_status_name, pf_status_desc

Delivery

del_id → del_date_created, del_date, del_start_km, del_end_km, del_start_time, del_end_time, d_status_id, veh_id

Delivery Status

d_status_id → d_status_name, d_status_desc

Order

ord_id → ord_date, ord_sum, ord_fulfillment_date, ord_comment, o_status_id, cust_id, del_id, pf_id

Delivery Status

o_status_id → o_status_name, o_status_desc

Article unit

unit_id → unit_expiration_date, unit_serial_number, unit_batch_number, unit_manufacture_date, unit_cost_price, wh_id, ord_id

Weekday

day_id → day_name

Customer weekday

cust_day_id → cust_id, day_id, start_time, end_time

Token

t_id → t_value, t_date, t_type, t_expiry, t_validated_at, t_user

Image store

img_id → img_path, img_ent_type, img_ent_id

Класификација на атрибути

Лево - атрибути кои одредуваат други

cust_day_id, price_id, pf_id, del_id, ord_id, unit_id, t_id, img_id

Лево и десно - атрибути кои одредуваат други и се одредени од други

user_id, city_id, region_id, wh_id, veh_id, ctg_id, man_id, art_id, d_status_id, o_status_id, pf_status_id, day_id

Десно - атрибути кои се одредени од други

user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_name, region_name, cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img, wh_adr, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, ctg_name, man_name, man_adr, man_mobile, man_email, art_name, art_image, art_weight, price, price_eff_date, pf_deadline, pf_date_created, pf_status_name, pf_status_desc, del_date_created, del_date, del_start_km, del_end_km, del_start_time, del_end_time, d_status_name, d_status_desc, ord_date, ord_sum, ord_fulfillment_date, ord_comment, o_status_name, o_status_desc, unit_expiration_date, unit_serial_number, unit_batch_number, unit_manufacture_date, unit_cost_price, day_name, start_time, end_time, t_value, t_date, t_type, t_expiry, t_validated_at, t_user, img_path, img_ent_type, img_ent_id

Покривачи на примарните клучеви

Vehicle

veh_id+ = {veh_id, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, wh_id, wh_adr, city_id, city_name, region_id, region_name}

User

user_id+ = {user_id, user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id, city_name, region_id, region_name}

• Ако тип на корисник е 'customer':

user_id+ += {cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img}

• Ако тип на корисник е 'manager':

user_id+ += {wh_id, wh_adr}

• Ако тип на корисник е 'driver':

user_id+ += {veh_id, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, wh_id, wh_adr}

Manufacturer

man_id+ = {man_id, man_name, man_adr, man_mobile, man_email}

Article

art_id+ = {art_id, art_name, art_image, art_weight, ctg_id, ctg_name, man_id, man_name, man_adr, man_mobile, man_email}

Price

price_id+ = {price_id, price, price_eff_date, art_id, art_name, art_image, art_weight, ctg_id, ctg_name, man_id, man_name, man_adr, man_mobile, man_email}

Pro-forma

pf_id+ = {pf_id, pf_deadline, pf_date_created, pf_status_id, pf_status_name, pf_status_desc}

Delivery

del_id+ = {del_id, del_date_created, del_date, del_start_km, del_end_km, del_start_time, del_end_time, d_status_id, d_status_name, d_status_desc, veh_id, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, wh_id, wh_adr, city_id, city_name, region_id, region_name}

Order

ord_id+ = {ord_id, ord_date, ord_sum, ord_fulfillment_date, ord_comment, o_status_id, o_status_name, o_status_desc, cust_id, del_id, pf_id, user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id, cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img, city_name, region_id, region_name, del_date_created, del_date, del_start_km, del_end_km, del_start_time, del_end_time, d_status_id, veh_id, d_status_name, d_status_desc, veh_carry_weight, veh_service_interval, veh_kilometers, veh_last_service, veh_last_service_km, veh_plate, veh_vin, veh_reg_date, wh_id, wh_adr,pf_deadline, pf_date_created, pf_status_id, pf_status_name, pf_status_desc}

Article Unit

unit_id+ = {unit_id, unit_expiration_date, unit_serial_number, unit_batch_number, unit_manufacture_date, unit_cost_price, wh_id, wh_adr, city_id, city_name, region_id, region_name, ord_id}

• Ако ord_id не е null, исто така ги вклучува и:

unit_id+ += {ord_date, ord_sum, ord_fulfillment_date, ord_comment, o_status_id, o_status_name, o_status_desc, cust_id, del_id, pf_id,

и сите атрибути одредени од ord_id

}

Композитен клуч - Article Unit и Price

(unit_id, price_id)+ = {unit_id, price_id,

Сите атрибути определни од unit_id

unit_expiration_date, unit_serial_number, unit_batch_number, unit_manufacture_date, unit_cost_price, wh_id, ord_id,

Сите атрибути определни од price_id

price, price_eff_date, art_id,

Сите транзитивни атрибути

wh_adr, city_id, city_name, region_id, region_name, art_name, art_image, art_weight, ctg_id, man_id, ctg_name, man_name, man_adr, man_mobile, man_email}

Weekday

cust_day_id+ = {cust_day_id, cust_id, day_id, start_time, end_time,

Од day_id:

day_name,

Од cust_id:

user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id, cust_EDB, cust_company_name, cust_adr, cust_representative_img,

Од city_id:

city_name, region_id, region_name}

Token

t_id+ = {t_id, t_value, t_date, t_type, t_expiry, t_validated_at, t_user,

Од t_user (кое е user_id):

user_name, user_surname, user_pass, user_salt, user_email, user_mobile, user_active, user_image, clazz_, user_role, city_id,

Од city_id:

city_name, region_id, region_name}

Image Store

img_id+ = {img_id, img_path, img_ent_type, img_ent_id}

Анализа според покривачи

Од анализирање на покривачите може да ги забележиме следните проблеми во нормализацијата на базата:

• Транзитивни зависности во податоците за возила: veh_id → veh_last_service, veh_last_service_km
• Недостига зависноста (ord_id, art_id) → quantity, price
• Историја на цени и вредност - unit_id → unit_cost_price
• Поврзување на слики: img_id → img_ent_type, img_ent_id

Анализа на нормални форми

1 НФ

Овој дизајн ја задоволува првата нормативна форма со тоа што:

• Сите атрибути се атомични.
• Секоја табела има примарен клуч.
• Нема табела со колона која содржи повеќе вредности.

2 НФ

Овој дизајн ја задоволува втората нормативна форма со тоа што:

• Ја задоволува 1НФ.
• Сите обични атрибути се целосно зависни од 1 примарен клуч, секоја табела има 1 примарен клуч.
• Ниту една табела со композитен примарен клуч нема атрибути кои зависат само од еден дел на тој клуч - нема парцијални зависности.

3 НФ

Барања:

• Мора да ја задоволува 2 НФ.
• Да нема транзитивни зависности.

Прекршоци на 3 НФ

• Сервисна историја на возила во ентитетот Vehicle.
  • Деталите за сервис, конкретно атрибутите - veh_last_service и veh_last_service_km - зависат од настанот - сервис, а не директно од возилото.
  • Функционална зависност: veh_id->veh_last_service->(service details).
  • Проблем: Не може да се следат повеќе сервисни настани, се зачувува само последната.
• Article Unit Cost Price
  • Цената на чинење на еден артикл зависи од временскиот период, не само од единката артикл.
  • Функционална зависност: unit_id->unit_cost_price->(треба да зависи на временски период)
  • Проблем: Не може да се следат промени на цени.

Подобрувања на дизајнот за да се задоволи 3 НФ

Vehicle

• Креирање на нова табела за сервисна историја

create table vehicle_service {
    service_id INT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY,
    veh_id INT NOT NULL,
    service_date DATE NOT NULL,
    service_km INT NOT NULL,
    service_type VARCHAR(255) NOT NULL,
    service_notes TEXT,
    service_cost DECIMAL(10,2),
    service_next_date DATE,
    service_next_km INT,
    FOREIGN KEY (veh_id) REFERENCES vehicle (veh_id)
}

• Бришење на атрибутите од vehicle

create table vehicle_service {
ALTER TABLE vehicle DROP COLUMN veh_last_service;
ALTER TABLE vehicle DROP COLUMN veh_last_service_km;

• Креирање на поглед за полесен пристап до информации за последен сервис

CREATE VIEW vehicle_latest_service AS
SELECT v.veh_id, 
       vs.service_date AS last_service_date,
       vs.service_km AS last_service_km,
       vs.service_next_date,
       vs.service_next_km
FROM vehicle v
LEFT JOIN (
    SELECT veh_id, 
           service_date, 
           service_km,
           service_next_date,
           service_next_km,
           ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY veh_id ORDER BY service_date DESC) as rn
    FROM vehicle_service
) vs ON v.veh_id = vs.veh_id AND vs.rn = 1;

Article Unit

• Креирање на нова табела за историја на чинење за единка артикл

CREATE TABLE unit_cost_history (
    history_id BIGINT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY,
    unit_id BIGINT NOT NULL,
    cost_price DECIMAL(10,2) NOT NULL,
    effective_date DATE NOT NULL DEFAULT CURRENT_DATE,
    recorded_by BIGINT,
    FOREIGN KEY (unit_id) REFERENCES article_unit (unit_id),
    FOREIGN KEY (recorded_by) REFERENCES users (user_id)
);

• Отстранување на на атрибутот unit_cost_price

ALTER TABLE article_unit DROP COLUMN unit_cost_price;

• Креирање на поглед за полесен пристап до моменталната цена на единка

CREATE VIEW article_unit_current_cost AS
SELECT au.unit_id, uch.cost_price
FROM article_unit au
LEFT JOIN (
    SELECT unit_id, 
           cost_price, 
           ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY unit_id ORDER BY effective_date DESC) as rn
    FROM unit_cost_history
) uch ON au.unit_id = uch.unit_id AND uch.rn = 1;

BCNF

Барања:

• Мора да ја задоволува 3 НФ.
• За секоја нетривијална функционална зависност X->Y, мора да има супер-клуч (кандидат клуч)

Прекршоци на BCNF

• Атрибутот email во ентитетот Users не е уникатен.
• Атрибутот EDB во ентитетот Customer не е уникатен.
• Референцирање на ентитети во image_store
  • Моментално нема начин да се осигураме дека img_ent_id всушност референцира валиден ентитет.

Подобрувања на дизајнот за да се задоволи BCNF

Users

• Атрибутот email во ентитетот Users да добие ограничување да е уникатен.

alter table users add constraint uq_user_email unique(user_email) ;

Customer

• Атрибутот EDB во ентитетот Customer да добие ограничување да е уникатен.

alter table customer add constraint uq_cust_edb unique(cust_EDB);

Image store

• Ограничување на типот на валидни ентитети

alter table image_store
add constraint check_img_entity_type
check (img_ent_type in ('user', 'article', 'customer', 'vehicle'));

• Додавање на индекс за подобри перформанси при пребарување.

create index idx_img_entity on image_store(img_ent_type, img_ent_id);

• Збогатување на ентитетот со атрибути.

alter table image_store
add column img_title varchar(255),
add column img_upload_date timestamp default current_timestamp,
add column img_uploaded_by bigint,
add constraint fk_img_uploader foreign key (img_uploaded_by) references users(user_id);