Normalização, algebra relacional e segurança em sistemas de informação

Aluno: Flavio Ramos do Rêgo

RA: 8409163427

Normalização

Normalização é um processo a partir do qual se aplicam regras a todas as tabelas do banco de dados com o objetivo de evitar falhas no projeto, como redundância de dados e mistura de diferentes assuntos numa mesma tabela.

Ao projetar um banco de dados, se temos um modelo de entidades e relacionamentos e a partir dele construirmos o modelo relacional seguindo as regras de transformação corretamente, o modelo relacional resultante estará, provavelmente, normalizado. Mas, nem sempre os modelos que nos deparamos são implementados dessa forma e, quando isso acontece, o suporte ao banco de dados é dificultado.

Em ambos os casos, é necessário aplicar as técnicas de normalização, ou para normalizar (segundo caso citado), ou apenas para validar o esquema criado (primeiro caso citado). Aplicando as regras descritas a seguir, é possível garantir um banco de dados mais íntegro, sem redundâncias e inconsistências.

Existem 3 formas normais mais conhecidas:

• 1FN - 1ª Forma Normal: todos os atributos de uma tabela devem ser atômicos, ou seja, a tabela não deve conter grupos repetidos e nem atributos com mais de um valor. Para deixar nesta forma normal, é preciso identificar a chave primária da tabela, identificar a(s) coluna(s) que tem(êm) dados repetidos e removê-la(s), criar uma nova tabela com a chave primária para armazenar o dado repetido e, por fim, criar uma relação entre a tabela principal e a tabela secundária. Por exemplo, considere a tabela Pessoas a seguir.

PESSOAS = {ID+ NOME + ENDERECO + TELEFONES}

Ela contém a chave primária ID e o atributo TELEFONES é um atributo multivalorado e, portanto, a tabela não está na 1FN. Para deixá-la na 1FN, vamos criar uma nova tabela chamada TELEFONES que conterá PESSOA_ID como chave estrangeira de PESSOAS e TELEFONE como o valor multivalorado que será armazenado.

PESSOAS = { ID + NOME + ENDERECO }

TELEFONES = { PESSOA_ID + TELEFONE }

• 2FN - 2ª Forma Normal: antes de mais nada, para estar na 2FN é preciso estar na 1FN. Além disso, todos os atributos não chaves da tabela devem depender unicamente da chave primária (não podendo depender apenas de parte dela). Para deixar na segunda forma normal, é preciso identificar as colunas que não são funcionalmente dependentes da chave primária da tabela e, em seguida, remover essa coluna da tabela principal e criar uma nova tabela com esses dados. Por exemplo, considere a tabela ALUNOS_CURSOS a seguir.

ALUNOS_CURSOS = { ID_ALUNO + ID_CURSO + NOTA + DESCRICAO_CURSO }

Nessa tabela, o atributo DESCRICAO_CURSO depende apenas da chave primária ID_CURSO. Dessa forma, a tabela não está na 2FN. Para tanto, cria-se uma nova tabela chamada CURSOS que tem como chave primária ID_CURSO e atributo DESCRICAO retirando, assim, o atributo DESCRICAO_CURSO da tabela ALUNOS_CURSOS.

ALUNOS_CURSOS = {ID_ALUNO + ID_CURSO + NOTA}

CURSOS = {ID_CURSO + DESCRICAO}

• 3FN - 3ª Forma Normal: para estar na 3FN, é preciso estar na 2FN. Além disso, os atributos não chave de uma tabela devem ser mutuamente independentes e dependentes unicamente e exclusivamente da chave primária (um atributo B é funcionalmente dependente de A se, e somente se, para cada valor de A só existe um valor de B). Para atingir essa forma normal, é preciso identificar as colunas que são funcionalmente dependentes das outras colunas não chave e extraí-las para outra tabela. Considere, como exemplo, a tabela FUNCIONARIOS a seguir.

FUNCIONARIOS = { ID + NOME + ID_CARGO + DESCRICAO_CARGO }

O atributo DESCRICAO_CARGO depende exclusivamente de ID_CARGO (atributo não chave) e, portanto, deve-se criar uma nova tabela com esses atributos. Dessa forma, ficamos com as seguintes tabelas:

FUNCIONARIOS = { ID + NOME + ID_CARGO }

CARGOS = { ID_CARGO + DESCRICAO }

ÁLGEBRA RELACIONAL

 

A álgebra relacional poderá ser definida como o conjunto de operações que são necessárias efectuar para manipular relações. Qualquer operação dará origem a uma nova relação, que poderá ser novamente manipulada.Este conjunto de operações divide-se em dois grupos: um conjunto de operações matemáticas, tais como, União, Intersecção, Diferença e Produto Cartesiano e outro que consiste em operações que foram desenvolvidas especificamente para manipulação de Bases de Dados Relacionais, tais como, Selecção Projecção e Junção.

 

A álgebra relacional é uma linguagem de interrogação procedimental, dado que o utilizador dá instruções para o sistema executar uma sequência de operações na base de dados, calculando o resultado esperado.

 

OPERAÇÕES FUNDAMENTAIS:

 

1. Selecção (sobre uma relação)

Operação que transforma relações em relações e é indexada por um predicado, envolvendo os valores dos tuplos (registos).

s p (r)

Sendo:

s          - Selecção.

p             - predicado, sendo um termo lógico ou uma função booleana aplicada a argumentos que podem ser também predicados.

(r)        - relação, tabela ou conjunto de tabelas.

 

Por exemplo: Pretende seleccionar da relação R-CONTAS, os tuplos cujo nome_balcão seja RMR.

 

s nome_balcão = “RMR” (R-CONTAS)

 

OPERADORES RELACIONAIS

 

Operador	Descrição
=	Igual a
>	Maior que
>=	Maior ou Igual que
<	Menor que
<=	Menor ou Igual que
¹	Diferente de

 

 

OPERADORES LÓGICOS

 

Operador	Exemplo
Ù (e)	predicado  Ù  predicado
Ú (ou)	predicado  Ú  predicado

2. Projecção (de X sobre uma relação)

Operação que se obtém reduzindo o domínio de cada tuplo de r (relação) a X (atributo), e eliminando tuplos repetidos que daí resultem.

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