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terça-feira, 8 de fevereiro de 2011

Normalização de Dados



Bom Normalização de Dados para quem nunca ouviu falar eu vou comentar um pouco mais sobre tudo isso aos novatos na área de Banco de Dados. Vou tentar ser o mais breve e objetivo possível. A Normalização de Dados é uma série de passos que se segue no projeto de um banco de dados que permite um armazenamento consistente e um eficiente acesso aos dados em um banco de dados relacional. Esses passos reduzem a redundância de dados e as chances dos dados se tornarem inconsistentes.

No entanto, muitas SGBDs relacionais não têm separação suficiente entre o projeto lógico da base de dados e a implementação física do banco de dados, e isso tem como conseqüência que as consultas feitas a um banco de dados totalmente normalizado têm um mau desempenho. Nestes casos, usa-se por vezes a desnormalização para melhorar o desempenho, com o custo de menores garantias de consistência.

Definição

Consiste em definir o formato lógico adequado para as estruturas de dados identificados no projeto lógico do sistema, com o objetivo de minimizar o espaço utilizado pelos dados e garantir a integridade e confiabilidade das informações.

A normalização é feita, através da análise dos dados que compõem as estruturas utilizando o conceito chamado “Formas Normais (FN)”. As FN são conjuntos de restrições nos quais os dados devem satisfazê-las. Exemplo, pode-se dizer que a estrutura está na primeira forma normal (1FN), se os dados que a compõem satisfizerem as restrições definidas para esta etapa.

A normalização completa dos dados é feita, seguindo as restrições das quatro formas normais
existentes, sendo que a passagem de uma FN para outra é feita tendo como base o resultado obtido na etapa anterior, ou seja, na FN anterior.

Para realizar a normalização dos dados, é primordial que seja definido um campo chave para a estrutura, campo este que permite irá identificar os demais campos da estrutura.

Formas Normais existentes:

1 – Primeira Forma Normal (1FN)

Consiste em retirar da estrutura os elementos repetitivos, ou seja, aqueles dados que podem compor uma estrutura de vetor. Podemos afirmar que uma estrutura está normalizada na 1FN, se não possuir elementos repetitivos. Exemplo:

Estrutura original:

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Cod. do Cliente, Nome do cliente, Endereço do cliente, CGC do cliente, Relação das mercadorias vendidas (onde para cada mercadoria temos: Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Quantidade vendida, Preço de venda e Total da venda desta mercadoria) e Total Geral da Nota)

Analisando a estrutura acima, observamos que existem várias mercadorias em uma única Nota Fiscal, sendo portanto elementos repetitivos que deverão ser retirados.

Estrutura na primeira forma normal (1FN):

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Código do Cliente, Nome Cliente, Endereço do cliente, CGC do cliente e Total Geral da Nota)

Arquivo de Vendas (Num. NF, Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Quantidade vendida, Preço de venda e Total da venda desta mercadoria)

Obs. Os campos sublinhados identificam as chaves das estruturas.

Como resultado desta etapa ocorre um desdobramento dos dados em duas estruturas, a saber:

- Primeira estrutura (Arquivo de Notas Fiscais): Dados que compõem a estrutura original, excluindo os elementos repetitivos.

- Segundo estrutura (Arquivo de Vendas): Dados que compõem os elementos repetitivos da estrutura original, tendo como chave o campo chave da estrutura original (Num. NF) e o campo chave da estrutura de repetição (Código da Mercadoria).

2 – Segunda Forma Normal (2FN)

Consiste em retirar das estruturas que possuem chaves compostas (campo chave sendo formado por mais de um campo), os elementos que são funcionalmente dependente de parte da chave. Podemos afirmar que uma estrutura está na 2FN, se ela estiver na 1FN e não possuir campos que são funcionalmente dependente de parte da chave.

Exemplo:

Estrutura na primeira forma normal (1FN):

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Código do Cliente, Nome do cliente, Endereço do cliente, CGC do cliente e Total Geral da Nota)

Arquivo de Vendas (Num. NF, Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Quantidade vendida, Preço de venda e Total da venda desta mercadoria)

Estrutura na segunda forma normal (2FN):

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Código do Cliente, Nome do cliente, Endereço do cliente, CGC do cliente e Total Geral da Nota)

Arquivo de Vendas (Num. NF, Código da Mercadoria, Quantidade vendida e Total da venda desta mercadoria)

Arquivo de Mercadorias (Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Preço de venda)

Como resultado desta etapa, houve um desdobramento do arquivo de Vendas (o arquivo de Notas Fiscais, não foi alterado, por não possuir chave composta) em duas estruturas a saber:

- Primeira estrutura (Arquivo de Vendas): Contém os elementos originais, sendo excluídos os dados que são dependentes apenas do campo Código da Mercadoria.

- Segundo estrutura (Arquivo de Mercadorias): Contém os elementos que são identificados apenas pelo Código da Mercadoria, ou seja, independentemente da Nota Fiscal, a descrição e o preço de venda serão constantes.

3 – Terceira Forma Normal (3FN)

Consiste em retirar das estruturas os campos que são funcionalmente dependentes de outros campos que não são chaves. Podemos afirmar que uma estrutura está na 3FN, se ela estiver na 2FN e não possuir campos dependentes de outros campos não chaves.

Exemplo:

Estrutura na segunda forma normal (2FN):

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Código do Cliente, Nome do cliente, Endereço do cliente, CGC do cliente e Total Geral da Nota)

Arquivo de Vendas (Num. NF, Código da Mercadoria, Quantidade vendida e Total da venda desta mercadoria)

Arquivo de Mercadorias (Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Preço de venda)

Estrutura na terceira forma normal (3FN):

Arquivo de Notas Fiscais (Num. NF, Série, Data emissão, Código do Cliente e Total Geral da Nota)

Arquivo de Vendas (Num. NF, Código da Mercadoria, Quantidade vendida e Total da venda desta mercadoria)

Arquivo de Mercadorias (Código da Mercadoria, Descrição da Mercadoria, Preço de venda) Arquivo de Clientes (Código do Cliente, Nome do cliente, Endereço do cliente e CGC do cliente)

Como resultado desta etapa, houve um desdobramento do arquivo de Notas Fiscais, por ser o único que possuía campos que não eram dependentes da chave principal (Num. NF), uma vez que independente da Nota Fiscal, o Nome, Endereço e CGC do cliente são inalterados. Este procedimento permite evitar inconsistência nos dados dos arquivos e economizar espaço por eliminar o armazenamento freqüente e repetidas vezes destes dados. A cada nota fiscal comprada pelo cliente, haverá o armazenamento destes dados e poderá ocorrer divergência entre eles.

As estruturas alteradas foram pelos motivos, a saber:

- Primeira estrutura (Arquivo de Notas Fiscais): Contém os elementos originais, sendo excluído os dados que são dependentes apenas do campo Código do Cliente (informações referentes ao cliente).

- Segundo estrutura (Arquivo de Clientes): Contém os elementos que são identificados apenas pelo Código do Cliente, ou seja, independente da Nota Fiscal, o Nome, Endereço e CGC dos clientes serão constantes.

Após a Normalização, as estruturas dos dados estão projetadas para eliminar as inconsistências e redundâncias dos dados, eliminando desta forma qualquer problema de atualização e operacionalização do sistema. A versão final dos dados poderá sofrer alguma alteração, para atender as necessidades específicas do sistema, a critério do analista de desenvolvimento durante o projeto físico do sistema.

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