Formas normales en Bases de Datos relacionales

Mis apuntes hasta el momento.

1.- Determinar el problema a solucionar, la finalidad y los requerimientos.
Antes de comenzar un proyecto de Base de datos, es importante, determinar el eje a seguir para el diseño, ya que estas nos marcarán las pautas para tener un buen resultado.

2.- Modelado de Entidades
La idea es que se identifiquen los objetos de la base de datos, llamadas entidades.
Para el modelado de la base de datos se propone utilizar el “modelado de objetos”, ya que, la técnica propone una forma abstracta de pensamiento acerca de problemas a resolver, empleando conceptos del mundo real, y no conceptos técnicos informáticos.
En el proyecto se pueden identificar varios objetos que se relacionan y establecen un flujo de información, estos objetos se llegaran a transformar en tablas bidimensionales, las cuales son el fundamento de este tipo de base de datos relacional.

A.- Definir entidades.
Recordemos que las Entidades, son objetos o cosas que existen en nuestro alrededor, pensando en el proyecto ¿qué objetos intervienen en el proceso del proyecto?
Estos objetos surgen identificando todos los actores que tienen el proceso, posteriormente identifique las relaciones que tiene cada uno, sus responsabilidades, y el papel que tiene en el proceso.

B.- Definir los atributos
Recordemos que los objetos tienen apartados que son: identificador, atributos y métodos. Productos
Toda entidad tiene atributos que la describen, siendo el atributo las características de la Entidad.
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3.- Modelado Relacional. Prototipo de BD sin normalizar.
Ahora bien, para el modelado ER, vamos a retomar las entidades, con sus respectivos atributos. En este paso hacemos énfasis en las relaciones de las entidades, mediante la cardinalidad, entendida por la cantidad de relaciones que tienen los objetos.
Para comprender la necesidad del proyecto se debe leer detenidamente y ver cómo interactúan los objetos y relaciones de conjuntos, delimitando la asociación.
Además, en el modelo ER, se utilizan figuras de relación y se hace uso de las claves principales y las claves foráneas.

A) Diagrama E/R
Diagrama de entidad- interrelación (E/R) perite representar gráficamente la estructura lógica de una base de datos. Para poder guiarnos y entender de mejor forma la base de datos a realizar.
Figuras:
• Rectángulos: entidades
• Elipsis: Atributos
• Rombos: Interrelaciones
• Líneas: enlazan los atributos a entidades, atributos a interrelaciones y entidades a interrelaciones.

B) Cardinalidades
La razón de cardinalidad, expresa el numero de entidades a las que otra entidad puede estar asociada por medio de una interrelación. Existen los siguientes tipos:

• Uno a uno (1:1).
• Uno a varios (1:N).
• Varios a uno (N:1) o la simétrica de la anterior.
• Varios a varios o muchos a muchos (N:M).

**4.- Base de datos Normalizada **
Continuamos con el paso de normalizar, ¿pero ¿qué es normalizar?
Para mejorar el desempeño de una base de datos, así como evitar redundancia en la información que contiene y en consecuencia, generar condiciones para un mejor diseño, se debe conocer las formas de normalización.
La normalización de datos es el proceso que permite refinar la construcción de modelos relacional con el objetivo de minimizar la redundancia de datos mediante ciertas normas y restricciones con el fin de evitar futuros problemas cuando nuestra base de datos sea mayor.
Su principal objetivo es reducir la redundancia de datos y simplificar las dependencias entre columnas, aplicándose de manera acumulativa.

Aplicación de Normalización
a) Convertirlas en Tablas
El modelado relacional, se deberá convertir en tablas, la siguiente imagen muestra las partes que la integran.

b) Realizar algunos registros
Para ayudarse a visualizar mejor los casos en los que estamos cayendo en redundancias, sirve hacer ejemplos de los registros, de esta manera nos podemos percatar en las situaciones donde tendremos problemas con la estructura de nuestra base de datos.

c) Aplicaremos las reglas de Normalización
----1FN: El valor de una columna debe ser una entidad atómica, indivisible, excluyendo así las dificultades que podría conllevar el tratamiento de un dato formado de varias partes.

----2FN: Una tabla se encuentra en 2FN cuando está en 1FN y no contiene dependencias parciales. Por consiguiente, una tabla 1FN automáticamente está en 2FN si su clave primaria está basada solamente en un atributo simple. Una tabla en 2FN aún puede contener dependencias transitivas.

----3FN: Cumple con la 1FN y 2FN y los campos que NO son clave, NO deben tener dependencias. Se debe seguir analizando la estructura de las tablas, para evitar que no haya registros con campos no dependientes.

----4FN: Cumple 1FN, 2FN, 3FN y los campos multivaluados se identifican por una clave única.

La normalización se emplea para hacer mas entendible los datos y para ello hay que entender y comprender el contexto general.
Se debe tener presente los siguientes conceptos

1. ENTIDAD (tabla)
2. CAMPO (Atributo de la tabla)
3. DATO (contenido del campo)
4. REGISTROS (filas dentro de una Tabla que contiene datos relacionados a los campos de la tabla)
5. ID (Identificador que se le asigna a un Registro para diferenciarlo de los demás),Por lo general suele ser la llave (o parte de ella) lo cual permite relacionar un registro con otro que se encuentre en otra Tabla cuyo identificador haga referencia al mismo registro y/o grupo de datos.

EJEMPLO

digamos que tienes una hoja de Excel con los datos Básicos de los estudiantes y los pagos que han realizado

Normalmente lo que harías en Excel es ir agregando una Columna Nueva para relacionar el nuevo pago (Columnas con encabezado en color Gris)

Ahora que estas aprendiendo Base de Datos sabes que esto no es Optimo y quieres normalizar y estructurar tus datos de forma adecuada
1. Entender La naturaleza de mis datos

- Viendo los datos puedo identificar que tengo información del ESTUDIANTE y de los PAGOS esto me indica que puedo crear 2 ENTIDADES
- También puedo analizar que la naturaleza de los datos que componen cada registro les permite ser cambiados o modificados en el tiempo, esto me indica que debo generar un IDENTIFICADOR el cual me permita relacionar e identificar el registro en cualquier momento
- La forma como actualmente se agrega cada pago me obligar a tener que estar alterando la TABLA, esto no se debe hacer, es necesario normalizarlo

2. Normalizando mis Datos
las formas normales en la práctica se suelen aplicar en conjunto
2.1. Asignación del Identificador

asigno el identificador del estudiante para diferenciar los registros antes de separar los DATOS en 2 ENTIDADES garantizando así que se mantenga su Integridad Referencial

2.2. Aplicando 1FN, 2FN,3FN Y 4FN
ya teniendo separadas las 2 ENTIDADES puedo realizar su respectiva normalización
2.2.1 Normalizando ENTIDAD ESTUDIANTES
Aquí podemos observar que el nombre del estudiante esta contenido en un solo CAMPO y lo adecuado es tenerlo separado

ya con la entidad normalizada podemos garantizar que si alguno de los campos cambia su contenido, esto no afecte a los demás campos y sus relaciones

2.2.2 Normalizando ENTIDAD PAGOS
Previamente se había identificado que para agregar un nuevo pago se agregaba una columna y la forma correcta es generar un registro relacionando el numero del pago

para solucionarlo se genera un registro por cada numero de pago y esta nueva estructura nos permite relacionar el estudiante con cada uno de sus numero de pago sin que esto nos altere la estructura de la TABLA

3. modelo Entidad Relación Normalizado
y este es el resultado con 2 ENTIDADES y una relación de 1 a muchos

espero sea de utilidad este aporte, saludos!!

Yo lo entendí mas o menos así
1 Fn : Reduce las columnas redundantes
2Fn : Has que todo tenga un registro
3Fn : Ve que no haya atributos multivaluados (Ve si eso se puede quitar)
4 Fn : Has que todo sea único (Mirar las relaciones N:N)

¿Por qué se normalizan las bases de datos?

• Evitar la redundancia de los datos.
• Disminuir problemas de actualización de los datos en las tablas.
• Proteger la integridad de los datos.
• Facilitar el acceso e interpretación de los datos.
• Reducir el tiempo y complejidad de revisión de las bases de datos.
• Optimizar el espacio de almacenamiento.
• Prevenir borrados indeseados de datos.

A términos prácticos la normalización consiste en ir descomponiendo tu tabla en pequeñas tablas que hacen referencia a ciertas entidades que se empiezan a relacionar con otras, y acabamos relacionándolas por medio de su id, así las referenciamos, y esto trae muchas ventajas, de entre ellas, podemos cambiar un dato en un solo lugar y esto se propagará a todos los lugares a donde este apunte:D!

A mi forma de entender la tabla cursos tiene dos entidades que se deben separar

• Por un lado se tiene el campo nivel_curso, que se puede formalizar en otra tabla llamada nivel_estudio, por si se requiere agregar mas niveles de estudios.

• La tabla nivel_estudios se relacionaría con la tabla cursos por medio de su id

Hola comparto este video que me ayudo a entender mucho mejor:

https://www.youtube.com/watch?v=UrYLYV7WSHM

Está excelente la explicación, queda todo más claro! No sé si sería ya abusar demasiado pero crearía una quinta tabla y la llamaría nivel_curso y sería así:
nivel_curso
id INTEGER PK
nivel VARCHAR(30) NN UNIQUE

Entonces haría una relación 1:N con la tabla cursos que quedaría finalmente:
cursos
id INTEGER PK
nivel_curso_id INTEGER FK
nombre_curso VARCHAR(30) NN UNIQUE

Básicamente debemos dividir el proyecto en secciones que no tengan datos repetidos y que sean accesibles unos con otros.

Creo que poder dominar este tema de FN requiere mucha práctica.
¿De casualidad alguien conocer alguna pagina donde se pueda practicar este tipo de problemas?
Donde te pongan el ejercicio y más adelante lo puedas encontrar ya resuelto para pura comprobación.

Saludos!

Formas Normales:
Primera forma normal (1FN):Con esta forma normal eliminamos los valores repetidos o no atómicos de nuestra base de datos. Cumple con las siguientes características:

• Todos los datos son atómicos, todos los elementos del dominio son simples e indivisibles. Es decir dividimos (atomizamos) los elementos compuestos.
• No hay variación del número de columnas. Las columnas deben ser las mismas para todos los registros. No hay registro que tenga más o menos columnas.
• Los campos que no son calve deben ser identificados por los campos clave (dependencia funcional). Todo campo que no es clave debe identificarse por el campo que sí es clave.
• Independencia en el orden tanto en las filas como en las columnas. Si los datos cambian de orden mo deben cambiar de significado, debemos ser capaces de reordenar los registros y las columnas sin cambiar el significado

Segunda forma normal (2FN): Esta forma normal nos ayuda a diferenciar los datos de diversas entidades. Cumplen con:

• Cumple con 1FN
• No existen dependencias parciales. Si tenemos datos que pertenecen a diversas entidades cada entidad debe tener un campo clave separado.
• Todos los atributos que no son clave deben depender de una llave principal única

Tercera forma normal (3FN): En esta FN separamos conceptualmente entidades que no son dependientes. Cumple con las siguientes consideraciones:

• Cumple la 2FN
• No existe ninguna dependencia funcional transitiva en los atributos que no son clave. Aquellos datos que no pertenecen a la entidad deben tener independencia de las demás y les otorgamos un campo clave propio.

Cuarta Forma Normal (2FN): En esta FN atomizamos los datos multivaluados de manera que no tengamos datos repetidos en las columnas. Cumple con:

• Se encuentra en 3FN
• Los campos multivaluados se identifican de manera única. Eliminamos los campos repetidos en una entidad. Cada registro debe tener un contenido único. En caso de ser necesario repetir generamos una tabla pivote que contengan las llaves foráneas.

Aunque en apariencia la información se multiplicó, la hicimos más fácil de mantener y de reconocer a través de la computadora.

Nota:

• Se considera una 5FN que hace referencia a que a través de uniones (JOIN) podamos regresar a la data original

Si normalizamos nuevamente y separamos la entidad curso de nivel.
Tendríamos una relacion Muchos a Muchos

Un curso tiene muchas materias
Una materia pertenece a muchos cursos

Tabla pivote cursos_materias

En resumen, la normalización sirve para:
Facilitar el acceso e interpretación de los datos.
Reducir el tiempo y complejidad de revisión de las bases de datos.
Optimizar el espacio de almacenamiento.
Prevenir borrados indeseados de datos.
seguramente hay muchas ventajas más pero definitivamente es algo necesario

Algo que no se ha mencionado, quizás se haga más adelante. Es que por buenas practicas el nombre de las tablas debe ir en plural por ejemplo: “nombre_alumnos” y los campos o atributos de esa tabla en singular por ejemplo: “id_alumno, nombre_alumno, apellido_alumno, edad_alumno” y así.

Conceptualmente me confunde un poco, pero espero que en las siguientes clases ya llevandolo a la práctica todo sea tan claro como parece 😃

Explicacion de normalizacion:
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Primera forma normal (1FN):

* Atribubtos atomicos (Sin campos repetidos)

Luego de aplicar la primera forma normal: Entonces agregamos una llave foranea para identificar a cada estudiante y hacemos dos tablas para juanito y dos para pepito por que los doas estan viendo clases deacuerdo a su nivel de curso.

Segunda forma normal (2FN):

* Cumple 1FN y cada campo de la tabla debe depender de una clave unica

Luego de aplicar la segunda forma: En el siguiente ejemplo tenemos, que creamos una estrcutura para las materias, con un ID unico, de forma que el ID 1, 2 le pertenecen al mismo usuario pero el nombre o la asignatura de la materia cambia este tipo de cosas es lo que nos ayudan a entender la normalizacion pues que en la vida real el alumno y la materia no son una misma entidad y deben trabajar cada uno a parte

Tercera forma normal (3FN):

* Cumple 1FN y 2FN y los campos No son clave No debben tener dependencias

Luego de aplicar la tercera forma: Aqui separamos las entidades por ejemplo tenemos una entidad de alumnos que esta conformada por los alumnos, los cursos, pueden ser varios cursos y ademas no necesariamente tiene que tener a todos los alumnos o unos en especifico, puede variar. Por otra parte tenemos las materias que tambien son otra entidad y todo esto lo vamos a unir mediante a los ID de cada entidad

Cuarta forma normal (4FN):

* Cumple 1FN, 2FN y 3FN los campos multivaluados se identifican por una clave unica

Luego de aplicar la cuarta forma: Esto significa que a materias la vamos a separar nuevamente por que es un campo que tiene multivalores. Esto tambien aplica de esta forma por que en la vida real pueden existir muchas materias que tengan que ver con varios o pocos alumnos dependiendo del contexto, pero lo importante es que las materias como tal son entidades separadas a atributos por eran de multivalor.

IMPORTANTE Aunque parezca que estos pasos realizados son como mas rebuscados o sin mucho sentido, la finalidad de es que nuestro ordenador tenga una mejor ordenamiento de los datos que le vamos a pasar para tener un mayor tiempo de respuesta y nosotros como desarrolladores tener una jerarquia para un mejor orden del proyecto y evaluacion.

A quienes estén comenzando a estudiar los conceptos de normalización, les recomiendo ver este video https://www.youtube.com/watch?v=bO18omSzeR4

Como de costumbre fui tomando capturas de los videos y tomando apuntes para llegar a este punto y ver que no era necesario jajaja Excelente contenido!

Hola, estoy haciendo un diagrama de los códigos postales de México, lo que busco es obtener ubicaciones más segmentadas y cruzar con otra base de datos de puntos de venta. Cualquier retroalimentación es bien recibida.

Con este resumen escrito me está quedando más claro el concepto de normalización 😄
Ahora a ponerlo en práctica 👀

Les dejo otros datos complementarios sobre el tema, aunque las formas normales se aprende con práctica 😃

(https://programas.cuaed.unam.mx/repositorio/moodle/pluginfile.php/872/mod_resource/content/1/contenido/index.html)

Tengo una pregunta:
En mi caso quiero hacer una base de datos enfocada en la administracion de accesos para escritorios remotor.
Pero tengo mi duda hasta el punto de crecimiento de tablas, por que tengo pensado que el usuario pueda administrar o agrupar mas bien sus propos grupos para ips.
entonces por cada grupo creado se tiene que crear una nueva tabla que lleve esos datos? y que tan normalizada debe de estar?, cuales son las complejidades?

💡 Objetivos de la normalizacion en bases de datos:

• Tener almacenado el menor espacio posible.
• Eliminar datos repetidos.
• Eliminar errores lógicos.
• Datos ordenados.
  .
  Fuente: Base de datos #13 | Normalización (1FN, 2FN y 3FN)

Excelente resumen… Cabe destacar que las 12 Formas son para casos super específicos y es complicado que se utilicen las 12 formas.

Esta lectura debería ir antes del vídeo anterior 😄

Una consulta podríamos sacar maestria y licenciatura como una tabla llamada tipo de titulación y unirla finalmente a materias_alumno

Hola a todos les comparto un apunte de mi universidad sobre Normalizacion & Dependencias espero les sirva
https://drive.google.com/file/d/1GGQXj2-5ChFuJzh11rXPEcUWLpb0DQpp/view?usp=sharing

Esta es una pequeña base de datos de pruebas que hice, trato de hacerlas lo mas normalizadas que puedo

Se me hacen muy abstractos los conceptos.

Es prácticamente una entidad que se divide en múltiples sectores, para clasificar y ordenar todo, así no tendríamos confusiones a la hora de hacer peticiones al servidor.

así es como lo entendí.

cordial saludo profesor, estoy tratando de desarrollar una BD para una escuela de música, de momento me ha salido 9 tablas, pero no sé como cargar una imagen a la plataforma para que viera el progreso

una duda? que tan eficiente puede llegar a ser tener en memoria y rendimiento el hecho de tener 4 tablas con diferentes atributos que solo 1? La lógica de mi mente me dice que se va necesitar un poco mas de computo pero segun lo leido es erroneo.

no eran 12 mandamientos de Codd?
por que hay 4?

la normalización permite disminuir y evitar repetición de datos asi como en su actualización, dejo este post de docs de Microsoft si alguien le quiere echar un vistazo
https://docs.microsoft.com/es-es/office/troubleshoot/access/database-normalization-description

brutal.jpg

Buena, para volver a recapitular, esta muy bien

Siento que ya voy entendiendo. Pero no me termino de sentir seguro en si realmente estoy entendiendo x_x

Buenos apuntes, aunque a mi parecer se entiende mas facilmente en el video 😃

WoW! Con esto ya lo tengo todo claro. Como dice el profesor, esto es como llegar al zen jaja

Muy util de verdad, ahora entiendo por que muchos de mis proyectos no podia escalar 😦

Espero haya un ejercicio más adelante al respecto para comprobar que le hayamos entendido y sino poder sacar todas las dudas

Buena información

Excelente información y maravillosamente explicada. Muchas gracias.

Gran resumen.

Excelente contenido, estaria bien un ejemplo mas profundizado.

Excelente resumen para las formas de normalizar, bastante detallado y preciso. Seguimos emocionados aprendiendo de Bases de Datos.

Chale, acababa de hacer estas notas en un documento, y resulta que ya estaban todas redactadas aquí.

Parce como me vuela la cabeza todo esto, segunda vez que tomo este curso tras meses de dejarlo incompleto y verlo en modo netflix, se puede

A modo de tener buenas prácticas… ustedes que opinan de como llamar las entidades (tablas), de forma singular, ej: usuario; o de forma plural, ej: usuarios

Los pasos comunes para normalizar una base de datos son los siguientes:

1. Identificar las entidades: Identificar los objetos o conceptos que se almacenarán en la base de datos, como clientes, productos, pedidos, etc.

1. Definir las relaciones entre las entidades: Determinar cómo están relacionadas las entidades entre sí, por ejemplo, un cliente realiza varios pedidos, un pedido contiene varios productos, etc.

1. Crear tablas: Crear una tabla para cada entidad y asignar un identificador único a cada registro en la tabla.

1. Eliminar la redundancia: Eliminar la redundancia al dividir las tablas en formas normales.

1. Aplicar las formas normales: Normalizar las tablas para garantizar que cumplan con las formas normales. Las formas normales comunes son la primera forma normal (1FN), segunda forma normal (2FN), tercera forma normal (3FN), forma normal de Boyce-Codd (BCNF) y cuarta forma normal (4FN).

1. Verificar las relaciones: Verificar que las relaciones entre las tablas se hayan definido correctamente y que los datos se integren correctamente.

La verdad que es un concepto bastante difícil de comprender, estoy haciendo todo mi esfuerzo para comprenderlo.

Encontre un video que explica esto

youtube: Normalizacion

jajaajajaajaja… no se a alguien le pase lo mismo que a mi… leído no entiendo nada, XD

Concepto para que no se me olvide:

“Es un proceso para eliminar o minimizar la redundancia de datos mediante una serie de reglas.”

• 1FN: Eliminar valores repetidos no atómicos.

• 2FN: Además de cumplir con la 1FN debemos identificar con un valor único a casa elemento.

• 3FN: No debe tener dependencias aparte de cumplir con la 1FN y la 2FN.

• 4FN: Deben cumplirse las Formas de Normalización anteriores y atomizar los datos multivaluados en las rows(es decir en las filas).

Buena documentación, el contenido es claro. Muchas gracias por la info.

Seguramente si tuvieramos mas detalle de la tabla cursos, la columna nivel_curso tendria datos repetidos y valdria la pena separarlo en otra tabla con su propio identificador.

muy buen post, muchas gracias ❤️

Excelente explicación, resumen fascinante!

Buen resumen! Gracias

Muy buen resumen sobre la normalización. Gracias.

Excelente resumen !! y excelente curso tambien

Buena explicación

Super

Un resumen muy bien explicado

Muchas gracias profe. Profe una duda en que caso se aplica quinta Forma Normal.

Interesante desacoplar los datos.

Muchas gracias, aclaró muchas dudas para realizar un diagrama físico.

Excelente!

Muy bien explicado

Detalladisimo

Muchas gracias 😄

gracias por el resumen!!

Buen aporte

Buena explicación!

Muy conciso y práctico. Un gran artículo.

Excelente clase, todo muy claro y puntual.

Excelente explicación, entendido el uso de normalización en la RDB.

Hay alguna herramienta que nos ayude a validar si nuestra tabla esta correctamente normalizada?

Hey, ¿les parece hacer grupos de discusiones en vivo sobre el tema de bases de datos?

Todo muy bien explicado 😃

Gracias Infinitas.

Todavia mas claro el tema de normalización.

Que información tan valiosa e importante

Genial, me hacía falta recordar esta información ahora que estoy emprendiendo un proyecto personal.

Excelente, buena forma de explicar la normalizacion .

mi proyecto se Basa en un control de vehículos en el cual alerta cuantos kilómetros falta para realizar el cambio de un elemento (aceite, llantas, etc.)
Creo que de esta forma estaría fácil para formalizar las tablas

No se mencionó pero las mejores recomendaciones para llaves, son los campos enteros positivos.

excelente explicación gracias

Muy útil este resumen de la lección!

Es muy importante aprender a normalizar ya que así podemos comprender mayor la información de la base de datos, sin tener redundancia en los datos

Muy utili, jajaja es mucha teoria

Lo que entendi.
Lo que hemos hecho es fraccionar toda la informacion y dividirla en pequeños grupos para despues relacionar la informacion mediante el (PK or FK), para que en el caso de hacer cambio no tengamos que actualizar cada linea y columna.

Excelente, entonces se podría considerar que al llevar una Base de Datos a 5FN ésta está en la cúspide de su optimización.

Muy completo el artículo y fácil de entender.

Excelente retroalimentación