บทที่ 5 การท าบรรทัดฐานข้อมูล...

บทท 5 การท าบรรทดฐานขอมล (Normalization)

หวขอเรอง

5.1 ฟงกชนการขนตอกน (Functional Dependency) 5.2 การนอรมอลไลซ (Normalization) 5.3 สงทตองค านงในการท านอรมอลไลเซชน

สรปบทเรยน ประเมนผลหลงเรยน

จดประสงคทวไป

เพอใหมความรความเขาใจเกยวกบระบบฐานขอมลเบองตน

จดประสงคเชงพฤตกรรม

เมอศกษาหนวยท 5 จบแลว ผเรยนสามารถ

1. อธบายความสมพนธระหวางคาของแอตทรบวตได 2. บอกประโยชนของการท า Normalization ได 3. บอกลกษณะของรเลชนทอยในรปแบบบรรทดฐานระดบตางๆ ได 4. สามารถแปลงรเลชนใหอยในรปแบบบรรทดฐานได

5.1 ฟงกชนการขนตอกน (Functional Dependency : FD)

ฟงกชนการขนตอกน เปนการอธบายถงความสมพนธระหวางคาของ แอตทรบวต ทอยใน รเลชนเดยวกน โดยแอตทรบวตหรอกลมแอตทรบวตทสามารถระบคาของแอตทรบวตอน ๆ ในทเพล เดยวกนได จะเรยกวา "ดเทอรมแนนท" (Determinant) และแอตทรบวต ทถกระบคาถงเรยกวา "ดเพนเดนซ" (Dependency) ตวอยางเชน รเลชนนกศกษาทม รหสนกศกษาเปนคาคยจะ สามารถระบ คาอน ๆ ไดเชน เมอระบรหสนกศกษา จะไดคาในแอตทรบวต ชอ, สาขา, หอง และชนป ออกมา เปนตน การเขยนฟงกชนการขนตอกน สามารถเขยนโดยใชสญลกษณ --> ดงตวอยาง

Determinant --> Dependency รหสนกศกษา --> ชอ, สาขา, หอง, ชนป จากตวอยางดานบน รหสนกศกษา คอ ดเทอรมแนนท และสวน ชอ, สาขา, หอง, ชนป คอ ดเพนเดนซ ในการพจารณาวารเลชนวาอยในรปแบบนอรมอลระดบใดนน จะพจารณาจากฟงกชนการ ขนตอกน

5.1.1 ประเภทของฟงกชนการขนตอกน ฟงกชนการขนตอกบ แบงออกเปน 4 ประเภท คอ 1) ฟงกชนการขนตอกน ทเกดจากความสมพนธระหวางดเทอรมแนนท และดเพนเดนซ อยาง ละ 1 คา เชน ความสมพนธระหวาง รหสนกศกษา และชอนกศกษา ดงน

รหสนกศกษา --> ชอนกศกษา Std_ID --> Std_Name

2) ฟงกชนการขนตอกน ทเกดจากความสมพนธระหวางดเทอรมแนนท 1 คา กบดเพนเดนซ หลายคา เชน ความสมพนธระหวาง รหสนกศกษา และขอมลของนกศกษา (เชน ชอ, นามสกล, วนเดอนปเกด เปนตน) ดงน

รหสนกศกษา --> ชอ, นามสกล, วนเดอนปเกด Std_ID --> FirstName, LastName, BirthDate

3) ฟงกชนการขนตอกน ทมความสมพนธ 2 ทาง โดยททงดเทอรมแนนท และ ดเพนเดนซ ตางกสามารถท าหนาทของแตละฝายได เชน ความสมพนธระหวาง รหสนกศกษา และ เลขบตรประชาชน ทตางกไมมขอมลซ ากนเลย และสามารถท าหนาทเปนดเทอรมแนนท เชนเดยวกน ดงน

รหสนกศกษา --> เลขบตรประชาชน Std_ID --> Std_Pin

เลขบตรประชาชน --> รหสนกศกษา Std_Pin --> Std_ID

รหสนกศกษา <--> เลขบตรประชาชน Std_ID <--> Std_Pin

4) ฟงกชนการขนตอกน ทตองใชดเทอรมแนนท มากกวา 1 คาเพอระบถงดเพนเดนซ เชน ความสมพนธระหวาง รหสนกศกษา, รหสวชา และ หองเรยน ดงน

รหสนกศกษา, รหสวชา --> หองเรยน Std_ID, Course_ID --> Room

5.1.2 ฟงกชนการขนตอกนแบบเตมคา (Fully Functional Dependency : Full FD) ฟงกชนการขนตอกนแบบเตมคา เปนฟงกชนการขนตอกนทดเทอรมแนนทมขนาดเลกทสด และ สามารถระบถงดเพนเดนซ ได ดงตวอยางเชน D1 : Std_ID --> Address D2 : Std_ID, Name --> Address D3 : PRODUCT_LINE, ITEM_NO --> USE_QTY D4 : PRODUCT_LINE, ITEM_NO, MANAGER --> USE_QTY

จากตวอยางจะเหนวา เมอก าหนดให "รหสนกศกษา" ท าหนาทเปนคยของรเลชนแลว จะเหนวา D1 จดเปนฟงกชนการขนตอกนแบบเตมคา ทสามารถระบดเพนเดนซ คอ แอตทรบวต "Address" และ D3 จดเปนฟงกชนการขนตอกนแบบเตมคา ทสามารถระบดเพนเดนซ คอ แอตทรบวต "USE_QYT" ได สวน D2 และ D4 ไมเปนฟงกชนการขนตอกนแบบเตมคา เนองจาก D2 มแอตทรบวต "Std_ID" D4 มแอตทรบวต "PRODUCT_LINE" ทสามารถท าหนาทเปนคยไดโดยไมตองมแอตทรบวตอน ๆ มาประกอบ จงไมจดเปนดเทอรมแนนททมขนาดเลกทสด

5.1.3 การขนตอกนแบบเชงกลม (Multi-value Dependency : MVDs) การขนตอกนแบบเชงกลม เปนความสมพนธทคาดเทอรมแนนท 1 คาสามารถระบคา ของ แอตทรบวตทท าหนาทเปนดเพนเดนซ ไดตงแต 2 แอตทรบวตขนไป ซงคาของขอมล ในแอตทรบวตเหลาน จะอยในรปแบบของชดขอมล เชน นกศกษาแตละคนสามารถลงทะเบยน ไดหลายวชา และแตละวชาจะเรยนคนละหองกน ดงนน เมอระบคาแอตทรบวต "รหสนกศกษา#" จะปรากฏคา แอตทรบวต "รหสวชา#" ไดมากกวา 1 คา และไดคาแอตทรบวต "หองเรยน#" ไดมากกวา 1 คาเชนเดยวกนเปนตน โดยสามารถเขยนฟงกชนการขนตอกนดวยสญลกษณ --> -

-> ไดดงน รหสนกศกษา# -->--> รหสวชา#, หองเรยน# Std_ID# -->--> Course_ID#, Room#

ตารางท 5.1 รเลชนการลงทะเบยน

รหสนกศกษา รหสวชา หองเรยน 4839011001 3901-1001 คอม 1 4839011001 3901-1002 คอม 1 4839011001 3901-1003 คอม 2 4839011002 3901-1001 คอม 1 4839011002 3901-1002 คอม 1 4839011002 3901-1003 คอม 2

5.1.4 การขนตอกนบางสวน (Partial Dependency) ความสมพนธแบบนจะเกดขนไดกตอเมอ relation หนง ๆ มคยหลกเปนคยผสม (composite key) นนคอ คยหลกของ relation นน ๆ ประกอบดวย attribute หลาย attribute ความสมพนธระหวางคาของ attribute แบบบางสวนเกดขนเมอ attribute บางสวนของคยหลกสามารถระบคาของ attribute อน ๆ ทไมใชคยหลกของ relation ได (Non-key attribute) ซงความสมพนธแบบนจะท าใหเกดปญหาในเรองของความซ าซอน และการปรบปรงขอมล

5.1.5 การขนตอกนแบบสงผาน (Transitive Dependency) attribute ทมคณสมบตเปนคยหลกจะสามารถระบคาของทก attribute ในแตละ tuples ได อยางไรกตาม ในบาง relation อาจจะมกรณ attribute อน (Non key attribute) ทสามารถระบคาของ attribute อน ๆ ใน tuples ได ลกษณะของความสมพนธในการระบคา attribute แบบน เรยกวา ความสมพนธระหวางคาของ attribute แบบนวา Transitive Dependency ดงตวอยางเชน รหสนกศกษา --> รหสสาขาวชา รหสสาขาวชา --> ชอสาขาวชา จะเหนไดวา รหสสาขาวชา ? ชอสาขาวชา เปน Transitive Dependency ซงถอวาเปนสวนทเกนมาโดยไมจ าเปน เนองจาก รหสนกศกษา --> รหสสาขาวชา กสามารถดงขอมลในสวนของชอสาขาวชาได ดงนน เราจะไมเกบชอสาขาวชาไวในตารางนกศกษา

5.2 การนอรมอลไลซ (Normalization)

หลงจากทผออกแบบไดขอบเขตขอมลทงหมดทตองการเกบแลว ซงโดยมากเกดจากรปแบบ รายงานบาง รปแบบใบเสรจรบเงนบาง รปแบบใบสงสนคาบาง โดยมากมกจะเหมารวมเอาวานนคอ รปแบบของตารางทตองการเกบขอมล ซงน ามาซงความซ าซอนของขอมลในรายกรณ และท าใหมขนาดใหญเกนความจ าเปน สวนทซ าซอน ปญหาของรเลชนทเกดขนเหลาน สามารถขจดไดดวยขบวนการ Normalization ซงแนวคดนถกคดคนโดย E.F.Codd ซงเปนกระบวนการทน าเคารางของ relation มาท าใหอยในรปแบบทเปนบรรทดฐาน (Normal Form) เพอใหแนใจวาการออกแบบเคารางของ relation เปนการออกแบบทเหมาะสม ประโยชนของการนอรมอลไลซคอ

1) ลดทวางทตองใชในการเกบขอมล 2) ลดความผดพลาด ความไมตรงกนของขอมลในฐานขอมล 3) ลดการเกดอะนอรมอลไลซของการลบและแกไขขอมล 4) เพมความคงทนแกโครงสรางฐานขอมล

5.2.1 ระดบนอรมอลไลซเซชน นอรมอลไลซเซชน เปนกระบวนการเพอพฒนาการ เชอมตอของขอมลเพอแกปญหาของ รเลชน ทวาการออกแบบฐานขอมลทงทางตรรกะ และทางกายภาพทไดออกมาใชไดหรอยง การนอรมอลไลซเซชนแบงออกไดเปนหลายระดบ ไดแก

1) รปแบบนอรมอล ระดบท 1 (First Normal Form : 1NF) เปนระดบทใชส าหรบการปรบโครงสรางของขอมลของรเลชนใหมคณสมบตตามนยาม ดงน คอ

นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 1 กตอเมอ ทกแอตทรบวตในแตละทเพลมคาของขอมลเพยงคาเดยว คอตองไมมคากลมขอมลทซ ากน (Repeating Group)" ตวอยางเชน รเลชนการลงทะเบยนของนกศกษาดงตารางท 5.2

ตารางท 5.2 รเลชนการลงทะเบยนของนกศกษา

รหสนกศกษา ค าน าหนา

ชอ-สกล แผนก รหสวชา ชอวชา

4739010001 นาย กมลชย เจรญด

เทคโนโลยสารสนเทศ

3901-1001 3901-2001

สารสนเทศ สถาปตยกรรมคอม

4739010002 นางสาว สดสวย น าใจงาม


3001-1202 3901-2001 3000-2002

วทยาศาสตร 8 สถาปตยกรรมคอม เศรษฐศาสตร

4739010003 นาย ประสบด ขยนเรยน


3901-1001 3901-2001

สารสนเทศ สถาปตยกรรมคอม

4731050015 นางสาว ไฉไล ดาวประดบ

อเลกทรอนกส 3105-2001

สายสงอากาศ

สามารถท าใหอยในรปแบบของการนอรมอล ระดบท 1 ไดดงตารางท 5.3

ตารางท 5.3 รเลชนการลงทะเบยนของนกศกษาหลงจากท า 1NF


ชอ-สกล แผนก รหสวชา ชอวชา



3901-1001

สารสนเทศ



3901-2001

สถาปตยกรรมคอม



3001-1202

วทยาศาสตร 8



3901-2001




3000-2002

เศรษฐศาสตร



3901-1001

สารสนเทศ



3901-2001




สายสงอากาศ

จากตวอยาง จะเหนวาสามารถแกปญหาของกลมขอมลทซ ากนได แตกลบท าใหเกดปญหา เรองความซ าซอนของขอมล (Redundancy) ขนมากมาย และท าใหเกดปญหาในดานตาง ๆ ดงน

1. การแกไขขอมล (Update Anomaly) การปรบปรงขอมลทมขอมลอยหลายทเพล จะตอง แกไขขอมลมากกวาหนงแหง และอาจแกไขไดไมครบถวนท าใหเกดความซ าซอน ของขอมลและขดแยงกนได เชน ถาตองการแกไขชอวชาจาก "สารสนเทศ" เปน "เทคโนโลยสารสนเทศ" และหากแกไขไมครบถวนอาจท าใหรหสวชา "3901-1001" มชอวชาเปน 2 ชอ

2. การลบขอมล (Delete Anomaly) การลบขอมลบางสวนออกไป อาจจะท าใหขอมลอน ๆ ถกลบออกไปดวย เชน เมอลบรหสวชา "3105-2001" ออกไปจะท าใหขอมลของนกศกษา ทมรหสนกศกษาเปน "4731050015" ถกลบออกไปดวย

3. การเพมขอมล (Insert Anomaly) การเพมขอมลบางอยางอาจไมสามารถท าได หรอ เพม เขาไปแลวจะขดแยงกบขอมลเดม เชน ถาตองการเพมนกศกษาเขาไปในรเลชน แตนกศกษา คนนนจะตองลงทะเบยนกอน จงจะมขอมลในรเลชน ดงนนจงไมสามารถเพมนกศกษาทพกการเรยน เขาไปได เปรยบเสมอนกบนกศกษาทพกการเรยนมใชนกศกษาของสถานศกษานน เปนตน

2) รปแบบนอรมอล ระดบท 2 (Second Normal Form : 2NF) เปนการแกไขปญหาความซ าซอนของขอมล ทปรากฏในรเลชนทผานการนอรมอลไลซ ระดบท 1 โดยรปแบบนอรมอล ระดบท 2 จะตองมคณสมบตดงน คอ

นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 2 กตอเมอ

1. รเลชนนนมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 1 2. ทกแอตทรบวตทไมใชคยหลก ตองมความสมพนธกบแอตทรบวต ทเปนคยหลก หรอทก แอตทรบวตทประกอบกนเปนคยหลก มใชสวนหนงสวนใดของคยหลก (เปนกรณทคยหลกนน มคยรวม (Composition Key) คอ มหลายแอตทรบวตประกอบกนเปนคยหลก)" ตวอยางดงตารางท 5.4

ตารางท 5.4 รเลชนการลงทะเบยนของนกศกษา 1NF


ชอ-สกล แผนก รหสวชา

ชอวชา วนท



3901-1001

สารสนเทศ 1/04/2547



3901-2001


1/04/2547



3001-1202

วทยาศาสตร 8 2/04/2547



3901-2001


2/04/2547



3000-2002

เศรษฐศาสตร 2/04/2547



3901-1001

สารสนเทศ 3/04/2547



3901-2001


3/04/2547



สายสงอากาศ 2/04/2547

จากการพจารณารเลชนการลงทะเบยนของนกศกษา จะพบวามฟงกชนการขนตอกนดงน

D1: รหสนกศกษา --> ค าน าหนา, ชอ-สกล, แผนก D2: รหสวชา --> วชาลงทะเบยน D3: รหสนกศกษา, รหสวชา --> วนท

จะพบวา ในรเลชนการลงทะเบยนของนกศกษา จะม รหสนกศกษา และรหสวชา ประกอบ กนเปนคยหลก และจากการพจารณาพบวา จะไมตรงตามนยามของรปแบบ นอรมอล ระดบท 2 เพราะ แอตทรบวต "ค าน าหนา", "ชอ-สกล", "แผนก" จะมคาเปลยนแปลงตาม แอตทรบวต "รหสนกศกษา" ซงเปนสวนหนงของคยหลก และแอตทรบวต "วชาลงทะเบยน" และเปลยนแปลงตาม แอตทรบวต "รหสวชา" ดงนนจงตองท าการแยกรเลชนออกเปน 3 รเลชน ตาม D1, D2 และ D3 โดยใหรเลชน D1 ชอ รเลชนนกศกษา, D2 ชอ รเลชนวชา และ D3 ชอ รเลชนการลงทะเบยน ดงน

ตารางท 5.5 รเลชนนกศกษา

รหสนกศกษา ค าน าหนา ชอ-สกล แผนก 4739010001 นาย กมลชย เจรญด เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010002 นางสาว สดสวย น าใจงาม เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010003 นาย ประสบด ขยนเรยน เทคโนโลยสารสนเทศ 4731050015 นางสาว ไฉไล ดาวประดบ อเลกทรอนกส

ตารางท 5.6 รเลชนวชา

รหสวชา ชอวชา 3901-1001 สารสนเทศ 3901-2001 สถาปตยกรรมคอม 3001-1202 วทยาศาสตร 8 3000-2002 เศรษฐศาสตร 3105-2001 สายสงอากาศ

ตารางท 5.7 รเลชนการลงทะเบยนเรยน

รหสนกศกษา รหสวชา วนท 4739010001 3901-1001 1/04/2547 4739010001 3901-2001 1/04/2547 4739010002 3001-1202 2/04/2547 4739010002 3901-2001 2/04/2547 4739010002 3000-2002 2/04/2547 4739010003 3901-1001 3/04/2547 4739010003 3901-2001 3/04/2547 4731050015 3105-2001 2/04/2547

3) รปแบบนอรมอล ระดบท 3 (Third Normal Form : 3NF) จากรเลชนนกศกษาจะเหนวา มโครงสรางเปนไปตามนยามของรปแบบนอรมอล ระดบท 2 จะเหนวายงปรากฏขอมลซ ากนอยในสวนของแอตทรบวต "รหสแผนก" และ "แผนก" หรอกลาวไดวา ถาระบคาใหกบแอตทรบวต "รหสแผนก" จะได "แผนก" ออกมา โดยเราเรยกความสมพนธ ในลกษณะนวา "Transitive Dependency" ดงนนรเลชนนจงไมอยในรปแบบนอรมอลระดบท 3 และอาจกอใหเกดปญหาความผดพลาดดงน


รหสนกศกษา ค าน าหนา ชอ-สกล รหสแผนก แผนก 4739010001 นาย กมลชย เจรญด 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010002 นางสาว สดสวย น าใจงาม 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010003 นาย ประสบด ขยนเรยน 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4731050015 นางสาว ไฉไล ดาวประดบ 05 อเลกทรอนกส 4731030222 นาย บญสม ทองคลาย 03 เทคนคโลหะ

1) การแกไขขอมล (Update Anomaly) การปรบปรงขอมลทมขอมลอยหลายทเพล จะตองแกไข ขอมลมากกวาหนงแหง และอาจแกไขไดไมครบถวน ท าใหเกดความซ าซอนของขอมล

และขดแยง กนได เชน ถาตองการแกไขรหสแผนกจาก "39" เปน "09" นนจะตองแกไขทกทเพลใหครบถวน และหากแกไขไมครบถวนอาจท าใหแผนก "เทคโนโลยสารสนเทศ" ม 2 รหส

2) การลบขอมล (Delete Anomaly) การลบทเพลทจดเกบขอมลในกลม Transitive Dependency ทมใหเหนเพยงชดเดยวในรเลชน จะท าใหขอมลนนหายไปจากตารางได เชน เมอลบขอมลของทเพล ของรเลชนของนกศกษาของรหส "4731030222" ออก นอกจากจะท าใหขอมลของรหสนกศกษา "4731030222" หายไปแลว ยงสงผลใหขอมลของแผนก "เทคนคโลหะ" หายไปดวย

3) การเพมขอมล (Insert Anomaly) การเพมขอมลเกยวกบ "รหสแผนก" และ "แผนก" เขาไป ซงมความสมพนธแบบ Transitive Dependency จะท าไมได เนองจากในแอตทรบวตทงสองนไมใชคย ดงนนจงตองเพมขอมลของ "รหสนกศกษา" "ค าน าหนา" และ "ชอ-สกล" เขาไปดวย

จากปญหาของ Transitive Dependency ทกลาวมาจงตองแยกแอตทรบวตทไมใชคยหลก หรอสวนใดสวนหนงของคยหลก ทกอใหเกดปญหาออกมา โดยใชนยามของรปแบบนอรมอล ระดบท 3 ดงน

นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 กตอเมอ 1. รเลชนนนมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 2 แลว 2. ทกแอตทรบวตทไมใชคยหลกในรเลชน จะตองไมขนกบแอตทรบวตอน ๆ ทไมใชคยหลก หรออาจกลาววา ทกแอตทรบวตทไมใชคยหลกไมมสทธในการระบคาของแอตทรบวตอน ท ไมใชคยหลก หรออาจกลาวอกนยหนงไดวา รเลชนนนตองไมมความสมพนธระหวางแอตทรบวต เปนแบบ Transitive เกดขน"

จากการพจารณารเลชนนกศกษา จะพบวามฟงกชนการขนตอกนดงน D1: รหสนกศกษา --> ค าน าหนา, ชอ-สกล, รหสแผนก D2: รหสแผนก --> แผนก


รหสนกศกษา ค าน าหนา ชอ-สกล รหสแผนก แผนก 4739010001 นาย กมลชย เจรญด 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010002 นางสาว สดสวย น าใจงาม 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4739010003 นาย ประสบด ขยนเรยน 39 เทคโนโลยสารสนเทศ 4731050015 นางสาว ไฉไล ดาวประดบ 05 อเลกทรอนกส 4731030222 นาย บญสม ทองคลาย 03 เทคนคโลหะ

และสามารถน ามาเขยนเปนรเลชนได 2 รเลชน ดงน


รหสนกศกษา ค าน าหนา ชอ-สกล รหสแผนก 4739010001 นาย กมลชย เจรญด 39 4739010002 นางสาว สดสวย น าใจงาม 39 4739010003 นาย ประสบด ขยนเรยน 39 4731050015 นางสาว ไฉไล ดาวประดบ 05 4731030222 นาย บญสม ทองคลาย 03

ตารางท 5.11 รเลชนแผนกวชา

รหสแผนก แผนก 03 เทคนคโลหะ 05 อเลกทรอนกส 39 เทคโนโลยสารสนเทศ

4) รปแบบนอรมอล ของบอยสและคอดด (Boyce/Codd Normal Form : BCNF) ในทางปฏบตการจดท ารเลชนจนกระทงคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 กสามารถขจดปญหาความซ าซอนของขอมลลงไดจนเกอบหมดแลว แตกอาจมปญหาความซ าซอนของขอมลไดอก แมจะพบไดคอนขางนอยมากกตาม

ดงนน เพอใหรเลชนมความถกตอง ชดเจน และรดกมมากยงขน จงจ าเปนตองท าใหรเลชน อยในรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด (Boyce/Codd Normal Form: BCNF) ตามนยามดงน

นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด กตอเมอ 1. ทกแอตทรบวตทเปนตวระบคา (Determinant) ในรเลชนนน ตองเปนคยหลก 2. ตองไมมแอตทรบวตใดในรเลชน ทใชระบคาของแอตทรบวตทเปนคยหลก หรอ สวนหนง สวนใดของแอตทรบวตทประกอบกนเปนคยหลกได"

โดยทวไปรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด จะอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 แตรปแบบนอรมอล ระดบท 3 ไมจ าเปนตองเปนแบบนอรมอลของบอยสและคอดดเสมอไป เนองจากเปนรปแบบทไดขยายเพมเตมจากรปแบบนอรมอล ระดบท 3 ใหมความเหมาะสมมากยงขน โดยทวไปรปแบบทไมเปนรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด มกจะมคณสมบตดงน "เปนรเลชนทมคยคแขงไดหลาย ๆ คย โดยทคยคแขงเปนคยผสม (Composite Key) หรอ คยคแขงนนมบางสวนซ าซอนกน (คอมแอตทรบวตบางตวรวมกนอย)"

ตารางท 5.12 รเลชนการลงทะเบยนของนกศกษา 1NF

รหสนกศกษา รหสวชา ชอวชา เกรด 4739010001 3901-1001 สารสนเทศ A 4739010001 3901-2001 สถาปตยกรรมคอม A 4739010002 3001-1202 วทยาศาสตร 8 B 4739010002 3901-2001 สถาปตยกรรมคอม C 4739010002 3000-2002 เศรษฐศาสตร A 4739010003 3901-1001 สารสนเทศ B 4739010003 3901-2001 สถาปตยกรรมคอม A 4731050015 3105-2001 สายสงอากาศ B

ขอมลจากตารางท 5.12 พจารณารเลชนการลงทะเบยน จะพบวารเลชนนผานรปแบบนอรมอล ระดบท 1 ระดบท 2 และ ระดบท 3 แลว แตยงไมเปนรปแบบนอรมอลของบอยสและ

คอดด สามารถเขยนฟงกชนการขนตอกนของรเลชนการลงทะเบยนไดดงน

D1: รหสนกศกษา, รหสวชา --> เกรด D2: รหสนกศกษา, วชาทลงทะเบยน --> เกรด D3: รหสวชา --> วชาทลงทะเบยน

เมอพจารณาตามนยามขอ 2 ของรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด จะพบวารเลชนนไมม คณสมบตเปนรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด เพราะวา แอตทรบวต "วชาทลงทะเบยน" ไมได ท าหนาทเปนคยหลกของรเลชน ดงนนจงตองแยกรเลชนน ออกเปน 2 รเลชน โดยใชฟงกชนการขนตอกน D1 และ D3 สรางเปนรเลชนเกรด และรเลชนวชาทลงทะเบยน ดงตารางท 5.13 และ ตารางท 5.14 ตามล าดบแลวก าหนดใหพรอพเพอตทงครวมกนเปนไพรมารยคยของตาราง Grade และมแอตทรบวส ของความสมพนธเองกคอ Grade

ตารางท 5.13 รเลชนเกรด

รหสนกศกษา รหสวชา เกรด 4739010001 3901-1001 A 4739010001 3901-2001 A 4739010002 3001-1202 B 4739010002 3901-2001 C 4739010002 3000-2002 A 4739010003 3901-1001 B 4739010003 3901-2001 A 4731050015 3105-2001 B

ตารางท 5.14 รเลชนวชา

รหสวชา ชอวชา 3901-1001 สารสนเทศ 3901-2001 สถาปตยกรรมคอม 3001-1202 วทยาศาสตร 8 3000-2002 เศรษฐศาสตร 3105-2001 สายสงอากาศ

5) รปแบบนอรมอล ระดบท 4 (Fourth Normal Form : 4NF) ปญหาทเกดขนทไมสามารถแกไดดวยรปแบบนอรมอล ระดบท 3 และรปแบบนอรมอลของ บอยสและคอดด กคอ ปญหาทเกดจากความสมพนธระหวางแอตทรบวตแบบเชงกลม ซงปญหา ดงกลาวนกอใหเกดความซ าซอนของขอมลไดเชนเดยวกบทพบในรปแบบ นอรมอลทผานมา

ดงนน เราจงใชรปแบบนอรมอล ระดบท 4 (Fourth Normal Form: 4NF) เพอแกปญหาความซ าซอนของขอมลทพบในรเลชน ดงน

นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 4 กตอเมอ

1. รเลชนนนมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ของบอยสและคอดดแลว 2. รเลชนนนตองไมมการขนตอกนเปนเชงกลม (Multivalued Dependency) หรออาจ กลาวไดวาเปนรเลชนทไมมความสมพนธในการระบคาของแอตทรบวต เปนแบบหลายคา โดยท แอตทรบวตทถกระบคาเหลาน ไมมความสมพนธกน (Independently Multivalued Dependency)"

ตวอยาง เชน ถามรเลชนการลงทะเบยน ทยงไมไดผานการนอรมอลไลเซชน ซงมแอตทรบวต "รหสนกศกษา" เปนคยหลก ดงตารางรางท 5.15

ตารางท 5.15 รเลชนการลงทะเบยน

รหสนกศกษา รหสวชา จงหวดทเกด 4739010001 3901-1001

3901-2001 กรงเทพ

4739010002 3001-1202 3901-2001 3000-2002

อางทอง

4731050015 3105-2001 ยะลา

จากรเลชนการลงทะเบยน ท าใหอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 1 และจะไดวามคยหลก ประกอบดวยแอตทรบวต 3 แอตทรบวต คอ "รหสนกศกษา" "รหสวชา" และ "จงหวดทเกด" ดงน

ตารางท 5.16 รเลชนการลงทะเบยน ท าใหอยในระดบ 1NF

รหสนกศกษา รหสวชา จงหวดทเกด 4739010001 3901-1001 กรงเทพ 4739010001 3901-2001 กรงเทพ 4739010002 3001-1202 อางทอง 4739010002 3901-2001 อางทอง 4739010002 3000-2002 อางทอง 4731050015 3105-2001 ยะลา

จากตารางท 5.16 ท าการพสจนวารเลชนการลงทะเบยน วาอยในรปแบบนอรมอล ระดบใด ดงน

1) ไมมขอมลหลายชดในแอตทรบวตของทเพลเดยวกน (1NF) 2) ไมมแอตทรบวตใดทไมใชคยหลก ขนกบสวนหนงสวนใดของคยหลก (2NF) 3) ทกแอตทรบวตทไมใชคยหลกในรเลชน จะตองไมขนกบแอตทรบวตอน ๆ ทไมใชคยหลก

(3NF) 4) ทกแอตทรบวตทเปนตวระบคาในรเลชนนน ตองเปนคยหลก (BCNF)

จากตวอยางจะเหนวารเลชนน มคณสมบตอยในรปแบบนอมลของบอยสและคอดดแลว แตยงไมเปนรปแบบนอรมอล ระดบท 4 เนองจาก มการขนตอกนเปนเชงกลม คอ เมอระบคาของ แอตทรบวตของรหสนกศกษาเปน "4739010001" กจะไดกลมของรหสวชาออกมา 2 วชา คอ "3901-1001", "3901-2001" และไดจงหวดทเกดออกมา 1 จงหวด คอ "กรงเทพ" และทนาสงเกต คอ รหสวชา และจงหวดทเกดตางกเปนขอมลทเปนอสระตอกน ซงจดนเองจะท าใหเกดปญหาขน ดงนนการปรบรเลชนใหเปนรปแบบนอรมอล ระดบท 4 จงท าไดโดยการแยกรเลชนเดม ออกจากกน โดยใหในแตละรเลชนมเฉพาะแอตทรบวตทเกยวของกนอยเทานน ดงนนจะสามารถแยกรเลชนการลงทะเบยนไดเปน 1. รเลชนขอมลการลงทะเบยน ประกอบดวย แอตทรบวต "รหสนกศกษา" และ "รหสวชา" โดยทงคประกอบกนเปนคยหลก 2. รเลชนขอมลนกศกษา ประกอบดวย แอตทรบวต "รหสนกศกษา" และ "จงหวดทเกด" โดยทงคประกอบกนเปนคยหลก และสามารถน ามาเขยนเปนรเลชนไดดงน

ตารางท 5.17 รเลชนขอมลการลงทะเบยน

รหสนกศกษา รหสวชา 4739010001 3901-1001 4739010001 3901-2001 4739010002 3001-1202 4739010002 3901-2001 4739010002 3000-2002 4731050015 3105-2001

แลวพสจนวารเลชนการลงทะเบยนวา อยในรปแบบนอรมอล ระดบใด ดงตารางท 5.18

ตารางท 5.18 รเลชนขอมลนกศกษา

รหสนกศกษา จงหวดทเกด 4739010001 กรงเทพ 4739010002 อางทอง 4731050015 ยะลา

6) รปแบบนอรมอล ระดบท 5 (Fifth Normal Form : 5NF) นยาม "รเลชนใด ๆ จะมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 5 กตอเมอ

1. รเลชนนนมคณสมบตอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 4 แลว 2. ตองไมมการขนตอกนเชงรวม (Join Dependency)"

การขนตอกนเชงรวม เปนคณสมบตของการน ารเลชนยอยทเกดจากการแยกรเลชนมารวมกนแลว ไดขอมลเชนเดยวกบรเลชนเดม เชน จากรเลชนขอมลการลงทะเบยน และรเลชน ขอมลนกศกษา ในรปแบบนอรมอล ระดบท 4 ในหวขอทผานมา เมอน ารเลชนทงสอง คอ รเลชน ขอมลการลงทะเบยน และรเลชนขอมลนกศกษามาท าการ Join กน โดยใชคาแอตทรบวต "รหสนกศกษา" แลว จะไดผลเปนรเลชนการลงทะเบยน ท 2 รเลชนนนแยกออกมา

ดงนนจะเหนวารปแบบนอรมอล ระดบท 5 จะใชคณสมบตการของการขนตอกนแบบเชงรวม ในการตรวจสอบโครงสรางของรเลชน ทไดจากการแยกรเลชนใน ระดบท 4 วาโครงสรางทแยกออกมา นนถกตองหรอไม ตวอยาง รเลชนโครงการ มลกษณะดงตารางท 5.19

ตารางท 5.19 รเลชนโครงการ

รหสโครงการ ชอโครงการ จงหวดทเกด 001 อาสาพฒนา ตาก 001 อาสาพฒนา กาญจนบร 002 อาสาพฒนา เพชรบร 001 สอนนองลงโปรแกรม ตาก 002 สอนนองลงโปรแกรม เพชรบร

จากตารางท 5.19 ยงไมอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 4 จงตองแยกยอย ออกเปน 2 รเลชนดงน

ตารางท 5.20 รเลชนโครงการ

รหสโครงการ ชอโครงการ 001 อาสาพฒนา 001 อาสาพฒนา 002 อาสาพฒนา 001 สอนนองลงโปรแกรม 002 สอนนองลงโปรแกรม

ตารางท 5.21 รเลชนจงหวด

รหสโครงการ จงหวดทเกด 001 ตาก 001 กาญจนบร 002 เพชรบร

และเมอตรวจสอบดวยนยามของรปแบบนอรมอล ระดบท 5 โดยการน าทง 2 รเลชนมารวมกน จะไดเปนรเลชนโครงการ 1 ดงน

ตารางท 5.22 รเลชนโครงการ 1

รหสโครงการ ชอโครงการ จงหวดทเกด 001 อาสาพฒนา ตาก 001 อาสาพฒนา กาญจนบร 002 อาสาพฒนา เพชรบร 001 สอนนองลงโปรแกรม ตาก 001 สอนนองลงโปรแกรม กาญจนบร 002 สอนนองลงโปรแกรม เพชรบร

จากการสงเกตรเลชนโครงการ 1 ทได จากการท าเปนรปแบบนอรมอล ระดบท 5 จะพบวา รเลชน มทเพลเพมขนมาอก 1 ทเพล โดยทเพลทเกนมาน เรยกวา "Spurious Tuple" ซงท าใหรเลชนนไมเปน รปแบบนอรมอล ระดบท 5 ทถกตอง ดงนนอาจตองท าการแยกรเลชนในระดบท 4 ใหม และหากตรวจสอบดวยการท ารปแบบนอรมอล ระดบท 5 แลวไมถกตองเลย ใหถอวาโครงสรางนนมรปแบบนอรมอลของบอยสและคอดด เปนรปแบบนอรมอล ระดบสงสด

5.3 สงทตองค านงในการท านอรมอลไลเซชน

5.3.1 การแยกรเลชนยอยๆ มากเกนไป (Over normalization) จากหวขอทผานมาจะพบวาการท าใหอยในรปแบบนอรมอล กเพอลดปญหาความซ าซอนของขอมล เพอใหการปรบปรงขอมล การเพมขอมล และการลบขอมลสามารถท าไดอยางมประสทธภาพ ซงปกตแลวการท าใหอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 กเพยงพอแลวส าหรบการแกปญหาทกลาวมา แตในบางครง การท าใหอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 กไมอาจแกปญหาได อยางเชน ปญหาทเกด จากความสมพนธระหวางแอตทรบวตแบบเชงกลม ดงนนเพอแกปญหาน กจ าเปนตองท าใหอยใน รปแบบนอรมอลของบอยสและบอดด หรอรปแบบนอรมอล ระดบท 4 หรอระดบท 5 ตอไปเพอแกไข ปญหาตาง ๆ ของขอมลทเกดขน แตการทพยายามแยกรเลชนออกเปนหลายรเลชนมากเกนไป กอาจ ท าใหเกดปญหาขนได เชน ปญหาในการคนหาขอมล ซงถามหลาย ๆ รเลชนมาก ระบบฐานขอมล อาจใชเวลาในการคนหาขอมลมากเกนไป เพราะตองเชอมโยงขอมลในหลาย ๆ รเลชนเขาดวยกน ท าใหประสทธภาพในการท างานของฐานขอมลลดลง เปนตน

5.3.2 การดนอรมอลไลเซชน (De Normalization) การดนอรมอลไลเซชน (De Normalization) เปนการออกแบบใหรเลชนใด ๆ มคณสมบต อยในรปแบบนอรมอล ระดบทต ากวากฎเกณฑทก าหนดไว เชน บางครงควรปรบรเลชนให อยในรปแบบนอรมอล ระดบท 4 แตหยดไวเพยงรปแบบนอรมอล ระดบท 3 ทเปนเชนนอาจเปน เพราะวา ผออกแบบตองการใหรเลชนมประสทธภาพในการคนหา และเรยกด และนอกจากน ผออกแบบยงยอมใหมความซ าซอนของขอมลเกดขนได ดงนนในการท าดนอรมอลไลเซชน ทยอมใหมความซ าซอนของขอมลเกดขนน ผออกแบบจงควรระบสาเหต และวธการในการปรบปรง ขอมลในโปรแกรมประยกตนน ๆ ไวดวย เพอปองกนไมให มปญหาขอมลไมถกตอง

เกดขน และนอกจากน หากรเลชนนน ใชในการเรยกดขอมลมากกวาการเพม ปรบปรง หรอลบขอมล กอาจใชการดนอรมอลไลเซชนได ถาผออกแบบ คดวา รเลชนลกษณะนจะเพมประสทธภาพ ในการท างานของฐานขอมล และไมมปญหาดานความซ าซอนกนของขอมลเกดขน

สรปบทท 5 ในบทนเปนการน ารเลชนทไดออกแบบเปนฐานขอมลไว มาปรบปรงโดยใชวธการท านอร

มอลไลเซชน เพอปรบเปลยนโครงสรางของรเลชนตาง ๆ ท าใหสามารถแกปญหา ความซ าซอนของขอมลในลกษณะตาง ๆ ไดเชน ปญหาในการปรบปรงขอมล ปญหาใน การลบขอมล และปญหาในการเพมขอมล เปนตน และท าใหรเลชนมโครงสรางทเหมาะสม ในการใชงานตอไป การท านอรมอลไลเซชนจะมอย 6 ระดบดวยกน แตในการใชงาน จรงจะท าใหอยในรปแบบนอรมอล ระดบท 3 หรอรปแบบ BCNF กเพยงพอตอความตองการ ในการใชงานแลว และนอกจากนในการออกแบบฐานขอมลยงตองค านงถงสงตาง ๆ ดงนดวย คอ การแยกรเลชนยอยมากเกนไป และการดนอรมอลไลเซชน

บทที่ 5 การท าบรรทัดฐานข้อมูล...

Documents