İlişkisel veri tabanlarında normal formlar: 1NF, 2NF, 3NF, 4NF, boyce codd normal formu

1. Veri Tabanı
Hafta 5
Normal Formlar
Sibel Kuzgun Akın

2. Artık Veriler
Artık veriler (redundancy), veri tabanında aynı
verilerin farklı yerlerde tekrar edilmesidir.
(-) Diskte yer işgal ederler.
(-) Verilerin tutarlılığını sağlamak zorlaşır.
Kayıt giriş, güncelleme ve silme sonucunda
kayıtlar tutarsız olur.

3. Tutarsız Veriler

Aynı verinin kopyaları farklı farklı ise, veri
tutarsızdır (inconsistency).

Örneğin, öğrencileri kaydederken ad soyad
ve öğrenci noyu birden fazla yerde
kullanırsak ve sonra bir öğrencinin soyadı
bir tek yerde değişirse ne olur?

Veri tabanının bir yerinde 17371 nolu
öğrencinin adı “Ayşe Yılmaz” bir başka
yerinde 17371 nolu öğrenci “Ayşe Şahin”
olursa, veri tutarsızlığı oluşur!

4. İşlevsel Bağımlılık

İşlevsel bağımlılık (functional dependency)
ok (→) işareti ile gösterilir.

Diyelim ki A'nın değeri, B'nin değerini
belirliyorsa; A → B'dir.

Örneğin: ogrenci_no → ad

5. Birinci Normal Form 1NF

ER şemalarındaki çok değerli (multi valued) veya
bileşik özellikler bir ilişki veya varlığın birinci
normal formda olmasını engeller.

Eğer varlık veya ilişkinin tüm özellikleri basit
özelliklerse, tablosu birinci normal formdadır.

İlişkisel veri tabanı tabloları zorunlu olarak 1NF'dir.

6. Birinci Normal Form

Üstteki öğrenci ilişkisinde, telefon özelliği
olarak birden fazla telefon saklanmaya
çalışıldığı için, bu yapı 1NF'yi sağlamaz.

Tablo oluşturmak için alttaki gibi bir yapı
gerekir. 1NF sağlanır.

7. İkinci Normal Form 2NF

Tablo öncelikle birinci normal formda olmalıdır.

İlişki parsiyel bağımlılık (partial dependency)
içermemelidir.

Birincil anahtar adayını oluşturan kolonların
bazılarına işlevsel olarak bağımlı kolonlar
varsa, ikinci normal form bozulur.

Bir tablonun 2NF olması için hem 1NF olmalı,
hem de anahtar harici tüm kolonlar aday
birincil anahtara bağımlı olmalıdırlar.

8. İkinci Normal Form
ÖNEMLİ: Yalnızca birden fazla kolondan oluşan bir
anahtar varsa, 2NF var mı diye bakılır. Birincil anahtar
tek kolondan oluşuyorsa, 2NF zaten sağlanır!

9. Üçüncü Normal Form 3NF

Öncelikle 2NF sağlanmalıdır.

Birincil anahtar dışında kalan kolonlarda,
geçişli bağımlılık olmayacak.

R(A,B,C,D,E): A → B,C,D,E ise
D → E gibi bir bağımlılık olmayacak.

Anahtar harici bütün kolonlar doğrudan
birincil anahtara bağlı olmalıdır.

10. Üçüncü Normal Form
Fatura no → Tarih, Firma Adı, Tutar, KDV, KDV'li tutar
Firma Adı → Vergi Dairesi, Vergi No

11. Boyce Codd Normal Formu
BCNF

3,5. normal form diye de düşünülebilir.
3NF'nin biraz daha güçlendirilmiş halidir.

İlişkisel bir veri tabanı BCNF'da ise, işlevsel
bağımlılıktan kaynaklanan tüm artık
verilerden kurtulmuş oluruz.

12. BCNF Kurallar
Bir R tablosundaki tüm önemli (non-trivial)
işlevsel bağımlılıkların aşağıdaki kurallara
uyması gerekir:

X → Y arasında işlevsel bağımlılık varsa

X, R tablosunun (ilişkisinin) süper anahtarı
olmalıdır.
“Her bir kolon anahtar hakkında bir gerçeği
saklamalıdır ve anahtarın tamamına ve
yalnızca anahtara bağlı olmalıdır.”

13. BCNF Örnek

14. 4NF ve 5NF

Literatürde 4. ve 5. normal formlar da
vardır ancak yaygın olarak
kullanılmamaktadırlar.

4NF: Bir varlığın (ilişkinin) iki veya daha
fazla, birbirinden bağımsız, çok değerli
özelliği olmamalıdır.

Örnek: Kişi (Ad, Yetenek, Yabanci_Dil) gibi
bir yapı 4NF'yi sağlamaz!

15. Özet

İlişkisel veri tabanı kullanıyorsak, tablolar
veri tabanının doğası gereği 1NF olur.

2NF ve 3NF anahtar kolonlarla diğer
kolonlar arasındaki ilişkileri düzenler.

Birincil anahtar birden fazla kolondan
oluşursa 2NF aranır. 2NF için birinci
anahtara parsiyel olarak bağlı kolonlar
olmamalıdır.

16. Özet

3NF birincil anahtar dışındaki tüm
kolonların, birincil anahtara bağlı olmalarını
ve kendi aralarında geçişli bağımlılık
olmamasını ister.

Her bir normal form, daha alt seviyedeki
normal formların sağlanmasını zorunlu
kılar.

Hepsinin amacı artık veriden kurtulmaktır!

17. Kaynaklar

GeeksForGeeks, Database Normalization
https://www.geeksforgeeks.org/database-normalization-introduction/

Boyce Codd Normal Form
http://www.vertabelo.com/blog/technical-articles/boyce-codd-normal-form-bcnf

A Simple Guide to Five Normal Forms in Relational
Database Theory
http://www.bkent.net/Doc/simple5.htm