كتب database normalization goals

يهدف نموذج التسوية الأول الذي عرَّفه كود في عام 1970 إلى الاستعلام عن البيانات والتعامل معها باستخدام "لغة فرعية عالمية للبيانات" تعتمد على منطق الرتبة الأولى. (وتعتبر لغة الاستعلامات البنيوية إس كيو إل مثال على تلك اللغات البيانية). وتعتبر عملية الاستعلام عن البيانات والتعامل معها في إطار هيكل بيانات غير مستوي عملية معقدة جداً. مثال: التمثيل التالي الذي لا يرتبط بالـ1NF الخاص بعمليات بطاقات الائتمان الخاصة بالعملاء:

تتكرر مجموعة من المعاملات لكل عميل. ويَشمل التقييم الآلي للاستعلام عن معاملات العملاء مرحلتين:

1. تفريغ مجموعة أو أكثر من معاملات العملاء، مما يسمح بفحص المعاملات الفردية في كل مجموعة
2. استخلاص نتيجة استعلام استناداً إلى نتائج المرحلة الأولى

فعلى سبيل المثال، يجب على النظام تفريغ مجموعة معاملات لكل عميل، ثم جمع مبالغ جميع المعاملات التي تمت قي شهر أكتوبر عام 2003، وذلك لمعرفة المبالغ النقدية لجميع المعاملات التي تمت في شهر أكتوبر 2003 لكل العملاء.

ومن أهم أراء كود أنه يمكن التخلص من هذا التعقيد الهيكلي، مما قد يُؤدي إلى حُدوث قدر أكبر من القوة والمرونة في كيفية صياغة وتقييم أسلوب الاستعلام (بواسطة المستخدمين والبرمجيات التطبيقية، ونظام إدارة قواعد البيانات). ويُمكن أن يظهر البديل الذي تم تسويته للهيكل أعلاه كالآتي:

يُمثل كل صف معملة فردية ببطاقة الائتمان، ويمكن لنظام إدارة قواعد البيانات الحصول على نتيجة الفائدة من خلال إيجاد جميع الصفوف التي ترتبط بالتاريخ الواقع في شهر أكتوبر، ثم جمع المبالغ الخاصة بهم. وتنطبق نفس الشروط على كافة قيم هيكل البيانات: حيثُ يتعرضون جميعاً إلى نظام إدارة قواعد البيانات مباشرةً، ويُمكنها المشاركة في الاستعلامات بشكل مباشر. في حين توضع بعض القيم في هياكل منخفضة المستوى في الحالة السابقة. وبالتالي، يصبح التصميم الذي تمت تسويته مناسباً لعملية الاستعلام ذات الغرض العام، بينما لا يقوم التصميم الآخر بذلك.

ذكر كود أهداف التسوية لنظام الـ1NF، وتمنح الفروع التالية تفاصيل عن كل هدف على حدى.

خلو قاعدة البيانات من التعديل الخاطيء

عند تعديل (تحديث، أو إضافة، أو حذف) أي جدول، يُمكن أن يُؤدي ذلك إلى حدوث آثار جانبية غير مرغوب فيها. ولا تتعرض كل الجداول إلى هذه الآثار الجانبية؛ تظهر هذه الآثار الجانبية في الجداول التي لم يتم تسويتها بشكل كافي. ويمكن أن يضم الجدول الذي لم يتم تسويته بشكل كاف واحدة أو أكثر من الخصائص التالية:

• يمكن تمثيل نفس المعلومات في صفوف متعددة؛ وبالتالي، قد تؤدي أي تحديثات تطرأ على الجدول إلى حدوث تناقضات منطقية. فعلى سبيل المثال، قد تضم كل حالة تسجيل داخل جدول "مهارات الموظفين" كود الموظف، وعنوانه، ومهارته؛ وبالتالي، فإن تغيير الموظف لعنوانه سيَحتاج إلى تطبيقه على تسجيلات متعددة. وإذا لم يتم التحديث بنجاح، سيظل الجدول في حالة غير متناسقة. حيث يمنح الجدول إجابات متضاربة عن عنوان الموظف. وتعرف هذه الظاهرة بتحديث الوضع الخاطيء
• في بعض الأحيان، لا يمكن تسجيل حقائق معينة. فعلى سبيل المثال، قد يضم جدول "الكلية ومقرراتها" كود الكلية، واسم الكلية، وتاريخ استئجار الكلية، وكود المنهج؛ وبالتالي، يمكن تسجيل تفاصيل أي عضو في هيئة التدريس يقوم بتدريس مادة واحدة على الأقل، ولكن لا يمكن تسجيل تفاصيل عضو جديد لم يتم تعيينه لتدريس أي مادة. وتُعرف هذه الظاهرة بالإدراج الخاطيء
• في بعض الحالات التي يُمثل فيها حذف البيانات معلومات معينة، يجب أن تمثل البيانات معلومات مختلفة تماماً. ويعاني جدول "الكلية والمقررات" الموضح في المثال السابق من هذه الأخطاء. حيث أنه في حالة توقف أحد أعضاء هيئة التدريس مؤقتاً عن تدريس أي دورات، يجب علينا حذف آخر تسجيل ظهر فيه هذا العضو. وتُعرف هذه الظاهرة باسم الحذف الخاطيء.

تقليل إعادة التصميم عند مد هيكل قاعدة البيانات

عندما يتم تسوية هيكل قاعدة البيانات بشكل تام، ومده لاستيعاب أنواع جديدة من البيانات، يمكن ألا تتغير جوانب هيكل قاعدة البيانات إلى حدٍ كبير. ونتيجة لذلك، ستتأثر التطبيقات المتفاعلة مع قاعدة البيانات بشكل بسيط.

كيفية جعل نموذج البيانات أكثر إفادةً للمستخدمين

تعكس الجداول المستوية والعلاقة بينها مفاهيم العالم الحقيقي والعلاقات المتبادلة بينهم.

تجنب التحيز تجاه أي نمط معين من الاستعلام

تعد الجداول المستوية مناسبة للاستعلامات ذات الغرض العام. وهذا يعني أنه يتم تدعيم أي استفسارات حول هذه الجداول، بما في ذلك الاستفسارات المستقبلية التي لا يمكن التنبؤ بتفاصيلها. وفي المقابل، تعتبر الجداول التي لم يتم تسويتها مفيدة لبعض أنواع الاستعلامات.