BC50 no.022 SDU: วิชาฐานข้อมูลเบื้องต้น

การบ้านเรื่องการทำ Normalization ประจำวันที่ 5 มกราคม พ.ศ. 2554

1.Functional Dependency คืออะไร แบ่งเป็นกี่ประเภท
คือการพิจารณาโครงสร้างของแต่ละ Relation ว่ามีโครงสร้างอยู่ใน Normal Form ระดับใด จะพิจารณาจาก Functional Dependency ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่าง Attribute ต่าง ๆ ภายใน Relation กับ Attribute หรือกลุ่ม Attribute ที่ทำหน้าที่เป็น Key ของ Relation นั้นซึ่งความสัมพันธ์นี้ จะถูกนิยามด้านรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า “Functional Dependency”
Functional Dependency สมารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท ดังนี้
1.Functional Dependency ที่เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่าง Determinant และ Dependency อย่างละ 1 คำ เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างหมายเลขบัตรประชาชนและชื่อเจ้าของบัตร
2.Functional Dependency ที่เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่าง Determinant 1 ค่ากับ Dependency หลายค่า เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างหมายเลขบัตรประชาชนและข้อมูลที่ปรากฏอยู่บนบัตรประชาชน
3.Functional Dependency ที่มีความสัมพันธ์ 2 ทาง ซึ่งเป็น Functional Dependencyที่ทั้ง Determinant และ Dependency ต่างสามารถทำหน้าที่ของอีกฝ่ายหนึ่งได้ เช่น ความสัมพันธ์ ระหว่างชื่อผู้จัดการโครงการ (Attribute “MANAGER”)กับชื่อโครงการ(Attribute“PROJECT_NO”)ซึ่งถ้าทราบชื่อของโครงการจะสามารถทราบได้ถึงชื่อของโครงการที่ผู้จัดการนั้นเป็นเจ้าของได้ และเมื่อทราบชื่อโครงการก็จะสามารถทราบถึงชื่อของผู้จัดการโครงการนั้นเช่นเดียวกัน
4.Functional Dependency ที่ต้องใช้ Determinant มากกว่า 1 ค่า เพื่ออ้างถึง Dependency เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนสินค้าที่ผลิตได้ของสินค้าแต่ละชนิดภายใต้สายการผลิตต่าง ๆ

2.จงอธิบายความหมายของ Repeating Group พร้อมยกตัวอย่าง
Repeating Group หมายถึง รีเลชั่น ของตารางเกิดมีกลุ่มข้อมูลซ้ำกันหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือแต่ละช่องเซลของรีเลชั่นจะถูกจัดเก็บข้อมูลมากกว่า 1 ค่า ส่งผลให้รีเลชั่น นี้ มีโครงสร้างที่ไม่สอดคล้องตามคุณสมบัติของ 1NF

ยกตัวอย่างเช่น ตาราง Oder สังเกตว่าลูกค้า(Attribute“CUST_NO”) 1 คนสามารถมีรายการสั่งซื้อ (Attribute “ORDER_CONTENT”) ได้มากกว่า 1 รายการ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า (Attribute“CUST_NO”) นี้ มีความสัมพันธ์กับ(Attribute“ORDER_CONTENT”) ในแบบ Repeating Group ส่งผลให้รีเลชั่น นี้ มีโครงสร้างที่ไม่สอดคล้องตามคุณสมบัติของ 1NF

3. จงอธิบายความหมายของ Transitive Dependency พร้อมยกตัวอย่าง
Transitive Dependency หมายถึง รีเลชั่น ของตารางเกิดมี Attribute บางตัวที่ไม่ได้เป็นคีย์หลัก มีคุณสมบัติในการกำหนดค่าของอื่นที่ไม่ใช่คีย์หลักในตารางรีเลชั่นหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ มี 2 Attribute ที่ไม่ใช่คีย์หลัก ที่สามารถระบุค่าระหว่างกันได้
ยกตัวอย่างเช่น ในตาราง Oder สินค้าของลูกค้าจาก รีเลชั่น “Cust” มีค่าของ Attribute “CITY” และ Attribute “ZONE_SALE” ปรากฏข้อมูลซ้ำกันเป็นคู่ ๆ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ทั้ง 2 Attribute สมารถระบุค่าระหว่างกันได้ กล่าวคือ เมื่อระบุค่าให้กับ Attribute “ZONE_SALE” จะสามารถทราบถึงเมืองใน Attribute “CITY” ได้ ดังนั้นจึงทำให้ รีเลชั่นนี้ขาดคุณสมบัติของ 3NF และยังก่อให้เกิดปัญหาความผิดพลาดทางด้าน Anomaly

4.จงตรวจสอบตารางต่อไปว่าอยู่ในรูปของ 1NF 2NF และ 3NF แล้วหรือยัง ถ้ายัง Normalization ให้อยู่ในรูปดังกล่าว

จากตารางจะสังเกตว่าไม่มีคุณสมบัติครบเป็น 1NF เพราะเป็นรีเลชั่นที่มีคีย์หลักของรีเลชั่น คือ มี (Attribute “P_ID”) เป็นคีย์หลัก แล้วแต่มีกลุ่มข้อมูลซ้ำซ้อน (Repeating Group) อยู่ในรีเลชั่นหรือในแต่ละช่องหรือเซล ของรีเลชั่นมีการเก็บข้อมูลหลายค่าคือ Attribute “E_ID”นี้มีความสัมพันธ์กับ Attribute “P_Name” ในแบบ Repeating Group ส่งผลให้ Relation นี้ มีโครงสร้างที่ไม่สอดคล้องตามคุณสมบัติของ 1NF ดังนั้นจึงต้องทำรายการ Normalization โดยการแปลงคุณสมบัติ Attribute ที่อยู่ในรูป Repeating Group ให้มีคุณสมบัติ Atomicity พร้อมกับกำหนดให้ Attribute ดังกล่าวเป็น Relation Key ของ Relation ดังนั้นจึงถูกแปลงให้อยู่ในรูปดังนี้

- ไม่มีคุณสมบัติเป็นไปตาม 2NF เพราะจะเห็นได้ว่า Relation ของตาราง จะมี Attribute (E_ID ,P_ID) เป็น Attribute ที่ทำให้ข้อมูลในแต่ละ Tuple มีค่าไม่ซ้ำกัน ดังนั้น Attribute ทั้ง 2 จึงทำหน้าที่เป็น Relation Key และพิจารณาค่าของ Attribute “E_ID”, “E_ Name” , “Job_Calss”, “Chg_Hour”,“ Hour ” จะสังเกตเห็นว่า Tuple ที่ประกอบขึ้นจาก Attribute เหล่านี้ จะมีข้อมูลซ้ำกันเป็นชุด ๆ และมีเพียง Attribute “P_Name” เท่านั้นที่มีค่าแปรเปลี่ยนตามค่าของ Relation Key ดังนั้นจึงสามารถเขียนด้วย Functional Dependency เพิ่มเติมได้ดังนี้
- d1: E_ID, P_ID P_Name
- d2: E_ID E_ Name ,Job_Calss ,Chg_Hour, Hour
ใน d2 จะสังเกตเห็นว่า Attribute “E_ Name” , “Job_Calss”, “Chg_Hour”และ “ Hour ”, เป็น Nonprime Attribute ของ Relation ที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเฉพาะ Relation Key แต่กลับขึ้นอยู่กับค่าของ Attribute “E_ID” ด้วย แสดงว่า d2 นี้ไม่เป็นไปตามคุณสมบัติข้อ 2
ดังนั้น Relation นี้ จึงไม่มีคุณสมบัติเป็นไปตามคุณสมบัติของ 2NF จึงต้องแยก Relation นี้ ออกเป็น 2 Relation ตาม d1และ d2 ดังนี้

E P_Name

- จาก Relation นี้ ถึงแม้จะมีโครงสร้างเป็นไปตามคุณสมบัติ 2NF แต่จะเห็นว่าค่าของ Attribute “Job_Calss” , “Chg_Hour”และ “ Hour ” ยังปรากฏข้อมูลที่มีซ้ำกันอยู่เป็นคู่ ๆ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งทั้ง 2 Attribute สามารถรับบุค่าระหว่างกันได้ ดังนั้น Relation นี้จึงขาดคุณสมบัติของ 3NF และยังก่อให้เกิดปัญหาความผิดพลาดทางด้าน Anomaly
จากปัญหา Anomaly ที่เกิดขึ้นจาก Transitive Dependency เหล่านี้จึงต้องทำการแยก Attribute ที่ทำให้เกิด Transitive Dependency ของ Relation นี้ ออกมาเป็น Relation ใหม่ ซึ่งจากตารางได้แก่ Attribute “Job_Calss” , “Chg_Hour”และ “ Hour ” ดังนี้