Database System 2/2560: Work 9 - Example of Normalization

ตัวอย่างจาก https://www.sqa.org.uk/e-learning/MDBS01CD/page_26.htm

Normalization
เป็นวิธีการในการกำหนด Attribute ให้กับแต่ละ Entity เพื่อให้ได้โครงสร้างของตารางที่ดี สามารถควบคุมความซ้ำซ้อนของข้อมูลหลีกเลี่ยงความผิดปกติของข้อมูล โดยทั่วไปผลลัพธ์ของการ Normalization จะได้ตารางที่มีโครงสร้างซับซ้อนน้อยลง แต่จำนวนของตารางจะมากขึ้น

การทำ Normalization จะประกอบด้วย Normal Form แบบต่าง ๆ ที่มีเงื่อนไขของการทำให้อยู่ในรูปของ Normal Form ที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบฐานข้อมูลว่า ต้องการลดความซ้ำซ้อนในฐานข้อมูลให้อยู่ในระดับใด ซึ่งประกอบด้วยนอร์มัลฟอร์มแบบต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

First Normal Form : 1NF
Second Normal Form : 2NF
Third Normal Form : 3NF

โดยจะแสดงวิธีการดังต่อไปนี้

รูปที่1 : ตารางที่ยังไม่ผ่านการ Normalization

1. การแปลงให้อยู่ในรูปแบบของ 1NF (กำจัด Repeating Group)
การที่ข้อมูลใน 1 tuple สามารถมีค่าในแต่ละ Attribute ได้มากกว่าหนึ่งค่า (Multivalued) จะทำให้เกิด repeating group เช่นในตารางรูปที่1 การจะทำให้อยู่ในรูปแบบ 1NF จะทำได้ดังนี้

ระบุ Attribute ที่ซ้ำ
ลบ Attribute ที่ทำซ้ำเหล่านี้ลงในตารางใหม่พร้อมกับคัดลอก Key ที่ได้จากตารางเก่า
กำหนด Key ให้กับตารางใหม่ (และขีดเส้นใต้) key จากตารางต้นฉบับที่ไม่ผ่านการเกณฑ์ ปกติจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของ key ของตารางใหม่ และมีการสร้าง คีย์ผสม(compound key)ขึ้น ค่าของคีย์นี้ต้องไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละ Entity ที่เกิดขึ้น

เมื่อมีการทำตามข้อดังกล่าวแล้ว จะได้ตารางใหม่เพิ่มขึ้นมาจากเดิมดังภาพ

รูปที่2 : ตาราง 1NF ที่1

รูปที่3 : ตาราง 1NF ที่ 2

2. การแปลงให้อยู่ในรูปแบบของ 2NF (กำจัด Partial Dependency)
ในหนึ่ง Relation จะประกอบด้วย Attribute ต่าง ๆ ที่มีความสัมพันธ์ที่ขึ้นต่อกัน ซึ่งความสัมพันธ์ดังกล่าวจะเป็นตัวกำหนดว่า Attribute ใดเป็นตัวกำหนดข้อมูล หรือเรียกว่า Key Attribute และ Attribute ใดเป็นข้อมูลที่ถูกกำหนด หรือเรียกว่า Non-key Attribute ซึ่งใน 2NF จะเป็นการกำจัด Attribute ที่ไม่ขึ้นกับทั้งส่วนของคีย์หลักออกไป เพื่อให้ Attribute อื่นทั้งหมด ขึ้นตรงกับส่วนที่เป็น คีย์หลักทั้งหมดเท่านั้น การจะทำให้อยู่ในรูปแบบ 2NF จะทำได้ดังนี้
โดยตรวจสอบว่า Attribute นี้ ขึ้นอยู่กับส่วนใดส่วนหนึ่งของ key หลักหรือไม่?

ถ้าใช่, ให้นำ Attribute ไปใช้ในตารางใหม่ โดยที่ key นั้นจะกลายเป็น key ในตารางใหม่ และขีดเส้นใต้ key ในตารางใหม่นี้
ถ้าไม่ใช่, ตรวจสอบกับส่วนอื่น ๆ ของคีย์และทำซ้ำขั้นตอนข้างต้น
ถ้ายังคงไม่ใช่ เช่น ไม่ขึ้นอยู่กับส่วนใดส่วนหนึ่งของคีย์ให้เก็บ Attribute ไว้ในตารางปัจจุบัน

Note

Employee name, Department No. และ Department Name ขึ้นอยู่กับ Employee No. ดังนั้นจึงถูกย้ายไปยังตารางใหม่ โดยมี Employee No. เป็น key
แม้ว่า Hourly Rate จะขึ้นอยู่กับทั้ง Project Code และ Employee No. ซึ่งพนักงานอาจมีอั Hourly Rate ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับโครงการที่พวกเขากำลังทำงานอยู่ ดังนั้นจึงยังคงอยู่ในตารางเดิม

เมื่อทำตามขั้นตอนแล้ว จึงได้ตารางดังนี้

รูปที่4 : ตาราง 2NF ที่ 1

รูปที่5 : ตาราง 2NF ที่ 2

รูปที่6 : ตาราง 2NF ที่ 3

3. การแปลงให้อยู่ในรูปแบบของ 3NF (กำจัด Transitivity Dependency)
Transitivity Dependency หมายถึง การที่มี Function Dependency ระหว่าง Attribute ที่ไม่ได้เป็นส่วนของคีย์ใด ๆ แต่มี Attribute อื่น ๆ มาขึ้นกับ Attribute นั้น หรือก็คือ Attribute ที่ไม่ใช่คีย์หลัก จะต้องไม่ขึ้นต่อกันเอง

Note

Department Name ขึ้นอยู่กับ Department No. มากกว่า Employee No. ดังนั้นจึงย้ายไปอยู่ในตารางใหม่ และ Department No. เป็น key ของตารางใหม่นี้ และก็เป็น foreign key ของตาราง Employee ด้วย

เมื่อทำตามขั้นตอนแล้ว จึงได้ตารางดังนี้