# Нормализација

Де-нормализирана база на податоци

Се тргнува од една глобална, де-нормализирана релација што ги содржи атрибутите од целиот модел:

R = { user_id, email, username, password, training_user_id, training_gender, training_age, training_weight, training_id, training_date, training_type, training_duration, training_calories, investor_user_id, asset_id, asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity, weight_user_id, weight_current, weight_height, weight_goal_weight, weight_goal_calories, daily_intake_id, daily_intake_date, daily_intake_calories, discipline_user_id, custom_tracking_id, custom_tracking_name, task_id, task_name, task_finished, daily_completion_id, daily_completion_date, daily_completion_percent, finance_user_id, finance_spending_budget, finance_saving_budget, finance_investing_budget, finance_donation_budget, finance_credit, income_id, income_date, income_amount }

Оваа релација е де-нормализирана затоа што содржи повторливи групи, како и зависности од атрибути што не се клуч.

Функционални зависности

• FD1: user_id -> email, username, password
• FD2: email -> user_id, username, password
• FD3: username -> user_id, email, password
• FD4: training_user_id -> training_gender, training_age, training_weight
• FD5: training_id -> training_user_id, training_date, training_type, training_duration, training_calories
• FD6: investor_user_id -> user_id
• FD7: asset_id -> investor_user_id, asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity
• FD8: weight_user_id -> weight_current, weight_height, weight_goal_weight, weight_goal_calories
• FD9: daily_intake_id -> weight_user_id, daily_intake_date, daily_intake_calories
• FD10: discipline_user_id -> user_id
• FD11: custom_tracking_id -> user_id, custom_tracking_name
• FD12: task_id -> discipline_user_id, custom_tracking_id, task_name, task_finished
• FD13: daily_completion_id -> user_id, daily_completion_date, daily_completion_percent
• FD14: (task_id, daily_completion_id) -> /
• FD15: finance_user_id -> finance_spending_budget, finance_saving_budget, finance_investing_budget, finance_donation_budget, finance_credit
• FD16: income_id -> finance_user_id, income_date, income_amount

Леви и десен дел:

• Леви: user_id, email, username, training_user_id, training_id, investor_user_id, asset_id, weight_user_id, daily_intake_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_id, daily_completion_id, finance_user_id, income_id
• Десен: password, training_gender, training_age, training_weight, training_date, training_type, training_duration, training_calories, asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity, weight_current, weight_height, weight_goal_weight, weight_goal_calories, daily_intake_date, daily_intake_calories, custom_tracking_name, task_name, task_finished, daily_completion_date, daily_completion_percent, finance_spending_budget, finance_saving_budget, finance_investing_budget, finance_donation_budget, finance_credit, income_date, income_amount

Леви и десен дел:

• user_id, training_user_id, training_id, investor_user_id, asset_id, weight_user_id, daily_intake_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_id, daily_completion_id, finance_user_id, income_id

Глобална релација

R = { user_id, email, username, password, training_user_id, training_gender, training_age, training_weight, training_id, training_date, training_type, training_duration, training_calories, investor_user_id, asset_id, asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity, weight_user_id, weight_current, weight_height, weight_goal_weight, weight_goal_calories, daily_intake_id, daily_intake_date, daily_intake_calories, discipline_user_id, custom_tracking_id, custom_tracking_name, task_id, task_name, task_finished, daily_completion_id, daily_completion_date, daily_completion_percent, finance_user_id, finance_spending_budget, finance_saving_budget, finance_investing_budget, finance_donation_budget, finance_credit, income_id, income_date, income_amount }

Покривачи

• user_id+ = { user_id, email, username, password } -> не ги содржи сите атрибути
• training_user_id+ = { training_user_id, training_gender, training_age, training_weight } -> не ги содржи сите атрибути
• training_id+ = { training_id, training_user_id, training_date, training_type, training_duration, training_calories } -> не ги содржи сите атрибути
• investor_user_id+ = { investor_user_id, user_id } -> не ги содржи сите атрибути
• asset_id+ = { asset_id, investor_user_id, asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity } -> не ги содржи сите атрибути
• weight_user_id+ = { weight_user_id, weight_current, weight_height, weight_goal_weight, weight_goal_calories } -> не ги содржи сите атрибути
• daily_intake_id+ = { daily_intake_id, weight_user_id, daily_intake_date, daily_intake_calories } -> не ги содржи сите атрибути
• discipline_user_id+ = { discipline_user_id, user_id } -> не ги содржи сите атрибути
• custom_tracking_id+ = { custom_tracking_id, user_id, custom_tracking_name } -> не ги содржи сите атрибути
• task_id+ = { task_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_name, task_finished } -> не ги содржи сите атрибути
• daily_completion_id+ = { daily_completion_id, user_id, daily_completion_date, daily_completion_percent } -> не ги содржи сите атрибути
• finance_user_id+ = { finance_user_id, finance_spending_budget, finance_saving_budget, finance_investing_budget, finance_donation_budget, finance_credit } -> не ги содржи сите атрибути
• income_id+ = { income_id, finance_user_id, income_date, income_amount } -> не ги содржи сите атрибути
• {task_id, daily_completion_id}+ = { task_id, daily_completion_id } -> не ги содржи сите атрибути

Спојување покривачи

Бидејќи атрибутите што се појавуваат само на левата страна не можат да се изведат на друг начин, тие мора да бидат дел од примарниот клуч.

Земајќи ги сите леви атрибути заедно, добиваме минимален суперклуч:

{ user_id, training_user_id, training_id, investor_user_id, asset_id, weight_user_id, daily_intake_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_id, daily_completion_id, finance_user_id, income_id }

Во нашата нормализирана конструкција, ова е теоретскиот глобален кандидат-ключ на де-нормализираната релација.

Избран примарен клуч: { user_id, training_user_id, training_id, investor_user_id, asset_id, weight_user_id, daily_intake_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_id, daily_completion_id, finance_user_id, income_id }

Проверка за 1НФ

Бидејќи релацијата содржи повторливи групи и неатомски листи во де-нормализираниот поглед, не ја задоволува 1НФ.

Декомпозиција по 1НФ

Релација што се анализира

R

Проблем

Лист атрибутите и повторливите групи не се атомски.

Прва декомпозиција

• TASKS(task_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_name, task_finished)
• TASK_DAILY_COMPLETION(task_id, daily_completion_id)

Резултат

Се добиваат атомски вредности и релации со локални клучеви.

Проверка за 2НФ

R не ја задоволува 2НФ поради парцијални зависности, на пример:

• user_id -> email, username, password
• training_user_id -> training_gender, training_age, training_weight
• asset_id -> asset_ticker_symbol, asset_buy_price, asset_buy_date, asset_quantity

Декомпозиција по 2НФ

Атрибутите се групираат според тоа од кој клуч зависат:

• USERS(user_id, email, username, password)
• TRAINING_USERS(user_id, gender, age, weight)
• TRAINING_SESSIONS(training_id, training_user_id, date, type, duration, calories)
• INVESTOR_USERS(user_id)
• ASSETS(asset_id, user_id, ticker_symbol, buy_price, buy_date, quantity)
• WEIGHT_USERS(user_id, weight, height, goal_weight, goal_calories)
• DAILY_INTAKES(daily_intake_id, user_id, date, calories)
• DISCIPLINE_USERS(user_id)
• CUSTOM_TRACKING_CATEGORIES(custom_tracking_id, user_id, name)
• TASKS(task_id, discipline_user_id, custom_tracking_id, task_name, task_finished)
• DAILY_COMPLETION(daily_completion_id, user_id, date, procent)
• TASK_DAILY_COMPLETION(task_id, daily_completion_id)
• FINANCE_USERS(user_id, spending_budget, saving_budget, investing_budget, donation_budget, credit)
• INCOMES(income_id, user_id, date, amount)

Проверка за 3НФ

Ги разгледуваме релациите добиени по 2НФ.

Проблематични транзитивни/изведени атрибути се:

• num_tasks
• tasks
• weight_user_id во TRAINING_SESSIONS како непотребна зависност за оваа верзија на моделот

Декомпозиција по 3НФ

1. DISCIPLINE_USERS(user_id) -> се задржува само идентификаторот што ја врзува дисциплинската улога со USERS.

2. CUSTOM_TRACKING_CATEGORIES(custom_tracking_id, user_id, name) -> се задржува само името на категоријата, без броење и листи на задачи.

3. TRAINING_SESSIONS(training_id, training_user_id, date, type, duration, calories) -> сесијата се врзува само со training_user_id.

Резултат

Нема не-клучен атрибут што зависи од друг не-клучен атрибут во истата релација.

Проверка за БКНФ

Сите добиени релации се во БКНФ, бидејќи секој детерминант е кандидат-ключ во својата релација.

Особено:

• USERS ги задржува алтернативните клучеви email и username
• TASK_DAILY_COMPLETION(task_id, daily_completion_id) е спојна релација без не-клучни атрибути
• профилните релации со user_id се чисти 1:1 продолжувања на USERS

Финален резултат и дискусија

Нормализиран релациски модел

Финалниот модел што го користиме во тековната имплементација е:

• USERS
• TRAINING_USERS
• TRAINING_SESSIONS
• INVESTOR_USERS
• ASSETS
• WEIGHT_USERS
• DAILY_INTAKES
• DISCIPLINE_USERS
• CUSTOM_TRACKING_CATEGORIES
• TASKS
• DAILY_COMPLETION
• TASK_DAILY_COMPLETION
• FINANCE_USERS
• INCOMES

Дискусија

Разлики во однос на претходниот дизајн:

• Се отстранети num_tasks и tasks од дисциплинските табели.
• Се отстранета непотребната релација weight_user_id од TRAINING_SESSIONS.
• Се задржуваат профилните табели со user_id како заеднички примарен и странски клуч.

Одлука за следните фази:

• Овој нормализиран модел останува извор на вистина.
• API форматот може да остане стабилен, додека внатрешната шема е нормализирана.
• DDL и DML скриптите треба да ја следат оваа шема.