domingo, 29 de abril de 2012

La Tercera Forma Normal (3FN)



La tercera forma normal (3NF) es una forma normal usada en la normalización de bases de datos. La 3NF fue definida originalmente por E.F. Codd en 1971. La definición de Codd indica que una tabla está en 3NF si y solo si las dos condiciones siguientes se mantienen:

  • La tabla está en la segunda forma normal (2NF)
  • Ningún atributo no-primario de la tabla es dependiente transitivamente de una clave primaria

Cada atributo debe representar un hecho acerca de la clave, la clave entera, y nada excepto la clave. La versión 3NF de la definición es más débil que la variación de BCNF de Date, pues el anterior se refiere solamente a asegurarse de que los atributos no-clave son dependientes en las claves. Los atributos primarios (que son claves o partes de claves) no deben ser funcionalmente dependientes en absoluto; cada uno de ellos representa un hecho sobre la clave en el sentido de proporcionar parte o toda la clave en sí misma. Debe ser observado que esta regla se aplica solamente a los atributos funcionalmente dependientes, Ya que aplicándola a todos los atributos prohibiría implícitamente claves de candidato compuestas, puesto que cada parte de cualquiera de tales claves violaría la cláusula de "clave completa".

Ejemplo: Tabla en 2FN > 3FN

                                              Ganadores del torneo

Torneo
Año
Ganador
Fecha de nacimiento del ganador
Indiana Invitational
1998
Al Fredrickson
21 de julio de 1975
Cleveland Open
1999
Bob Albertson
28 de septiembre de 1968
Des Moines Masters
1999
Al Fredrickson
21 de julio de 1975
Indiana Invitational
1999
Chip Masterson
14 de marzo de 1979

Tabla en 3FN:

Ganadores del torneo

Torneo
Año
Ganador
Indiana Invitational
1998
Al Fredrickson
Cleveland Open
1999
Bob Albertson
Des Moines Masters
1999
Al Fredrickson
Indiana Invitational
1999
Chip Masterso


Fecha de nacimiento del jugador

Jugador
Fecha de nacimiento
Chip Masterson
14 de marzo de 1977
Al Fredrickson
21 de julio de 1975
Bob Albertson
28 de septiembre de 1968

Ejemplo:





Fallas en Tercera forma Normal (3FN) 

Incluso las afinidades en tercera forma normal pueden tener anomalías.  Considere la siguiente afinidad ASESOR. Suponga que los requerimientos que sustentan esta afinidad son que un estudiante (SID), pueda tener una ó más especialidades, una especialidad puede tener varios miembros de la facultad (nombreF) como consejeros, y un miembro de la facultad (nombreF), sólo imparte asesoría en una área de especialidad.





Puesto que los estudiantes pueden tener varias especialidades, SID, no determina la especialidad.  Como los estudiantes pueden tener varios asesores, SID tampoco determina nombre F.  SID por si mismo no puede ser una clave.
La combinación (SID, especialidad) determina nombre F y la combinación (SID, nombre F), determina especialidad.  Cualquiera de las combinaciones puede ser una clave.  Dos ó mas atributos o conjuntos de atributos que puedan ser una clave, se denominan claves candidatas.  Cualquiera de las candidatas que se seleccione para ser la clave se denomina clave primaria.

ASESOR está en primera forma normal.  También está en segunda forma normal, pues cualquier atributo que no es clave depende de toda la clave (sin importar cual clave candidata se seleccione).  También está en tercera forma normal porque no tiene dependencias transitivas.  A pesar de todo esto tiene anomalías por modificación.

Suponga que estudiante 300 deja la escuela, si quita la tupla de estudiante 300 se perderá el hecho de que Perls imparte asesoría en psicología.  Ésta es una anomalía de eliminación.  En forma similar ¿Cómo se almacena el hecho de que  Keynes asesor en economía? No es posible, hasta que un estudiante se inscribe en tal materia.  Esta es una anomalía de inserción.

Situaciones como la anterior conducen a la definición de la forma normal de Boyce-Codd (BCNF):  Una afinidad está en BCNF si cada determinante es una clave candidata.  ASESOR no está en BCNF puesto que tiene un determinante, nombre F, que no es una clave candidata.

ASESOR puede descomponerse en dos afinidades que no tengan anomalías.



La Segunda Forma Normal (2FN)


La regla de la Segunda Forma Normal (2FN) establece que todas las dependencias parciales se deben eliminar y separar dentro de sus propias tablas. Una dependencia parcial es un término que describe a aquellos datos que no dependen de la clave de la tabla para identificarlos. 

Una de las mayores desventajas de la normalización es el tiempo que lleva hacerlo. La mayoría de la gente está demasiado ocupada, y emplear tiempo para asegurarse de que sus datos están normalizados cuando todo funciona más o menos bien, parece ser un desperdicio de tiempo. Pero no es así. Usted tendrá que emplear más tiempo arreglando una base de datos no normalizada que el que emplearía en una normalizada. 

Al haber alcanzado la Segunda Forma Normal, usted puede disfrutar de algunas de las ventajas de las bases de datos relacionales, por ejemplo:

  • Puede añadir nuevas columnas a una tabla sin afectar a las demás tablas. 
  • Lo mismo aplica para las otras tablas.
  • Alcanzar este nivel de normalización permite que los datos se acomoden de una manera natural dentro de los límites esperados. 
Ejemplos:

 


Como ya habíamos utilizado este ejemplo en la entrada anterior, ahora podemos utilizar la 2FN para poder administrar mejor los datos.


 



Esto denota la diferencia que existe entre la 1FN que incluía los datos del lector,en la tabla Libro sin que exista dependencia de código entre ellos.

Otro Ejemplo:


 



El primary key de la tabla alumnos es el N° de DNI por lo que en tabla asistencia para vincular al alumno con la asistencia, solo se necesitaría el N° de  DNI.


Ejemplos de Anomalias 2FN:

                                                  Ganadores del torneo

Torneo
Año
Ganador
Fecha de nacimiento del ganador
Des Moines Masters
1998
Chip Masterson
14 de marzo de 1977
Indiana Invitational
1998
Al Fredrickson
21 de julio de 1975
Cleveland Open
1999
Bob Albertson
28 de septiembre de 1968
Des Moines Masters
1999
Al Fredrickson
21 de julio de 1975
Indiana Invitational
1999
Chip Masterson
14 de marzo de 1977


Aunque el Ganador y la Fecha de nacimiento del ganador están determinadas por una clave completa {Torneo, Año} y no son partes de ella, particularmente las combinaciones Ganador / Fecha de nacimiento del ganador son mostradas repetidamente en múltiples registros. Este problema es tratado por la tercera forma normal (3NF).

Los principales logros y contribución científica:


*Wiener:
Cibernética o el control y comunicación en animales y máquinas (Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine) (1948) 
Cibernética y sociedad (The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society) (1950) 
Cybernetics of the Nervous System (1965) (póstumo) 




*Maxwell
James Clerk Maxwell. Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoria electromagnetica  clásica, sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y leyes sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente.




* Albert Einstein 
 El artículo de Einstein sobre el movimiento atomico entregaba a los experimentalistas un método sencillo para contar átomos mirando a través de un microscopico ordinario.




* San Agustin 
Agustín, quien tuvo contacto con las ideas del evolucionismo de Anaximandro, sugirió en su obra La Ciudad de Dios que Dios pudo servirse de seres inferiores para crear al hombre al infundirle el alma, defendía la idea de que a pesar de la existencia de un Dios no todos los organismos y lo inerte salían de Él, sino que algunos sufrían variaciones evolutivas en tiempos históricos a partir de creaciones de Dios.
Un mérito de san Agustín es haber visto correctamente la inerrancia y la autoridad de la Escritura. Ésta se refiere únicamente a los temas de fe y de moral y no a los temas científicos. Ya en los siglos IV-V san Agustín vio con claridad que la Biblia no tiene ninguna autoridad en temas científicos: ”El Espíritu de Dios que hablaba por medio de los autores sagrados, no quiso enseñar a los hombres estas cosas (de astronomía) que no reportan utilidad alguna para la vida eterna” (De g. ad lit. 2, 9, 20; cf. también De act. c. Fel.1. 10; De g. ad lit. 1, 19, 39). Si en el siglo XVII se hubiera tenido en cuenta esta doctrina no habría habido tanta hostilidad a las nuevas teorías astronómicas.


*Socrates
El rechazo al relativismo de los sofistas llevó a Sócrates a la búsqueda de la definición universal por elaboración de conceptos, que pretendía alcanzar mediante el métodoinductivo. Probablemente la búsqueda de dicha definición universal por concepto no tenía una intención puramente teórica, sino más bien práctica.




*Platon
Las opiniones de Platón también tuvieron mucha influencia en la naturaleza del conocimiento y la enseñanza las cuales propuso en el Menón, el cual comienza con la pregunta acerca de si la virtud puede ser enseñada y procede a exponer los conceptos de la memoria y el aprendizaje como un descubrimiento de conocimientos previos y opiniones que son correctas pero no tienen una clara justificación.
Platón afirmaba que el conocimiento estaba basado esencialmente en creencias verdaderas justificadas; una creencia influyente que llevó al desarrollo más adelante de la epistemología. En el Teeteto, Platón distingue entre la creencia y el conocimiento por medio de la justificación. Muchos años después. Edmund Gettier demostraría los problemas de las creencias verdaderas justificadas en el contexto del conocimiento.

I.5) ¿Cómo relaciona Wiener la introducción del concepto de probabilidad con la concepción de San Agustín del Mal?

El maniqueismo (religión que profesó San Agustin por nueve años) afirma que el alma mala es propia de la carne, carne que, a su entender, pertenece también a la raza de las tinieblas; la buena en cambio, procede de la parte adventicia de Dios, que luchó contra la misma raza de las tinieblas, en consecuencia de la cual se mezclaron. Este pensamiento de San Agustín se puede relacionar con el pensamiento de Wiener sobre la energía-materia y la información. Wiener decía que, si bien la matería-energía eran distintas a la información, una no podía existir sin la otra. Al igual que el pensamiento de San Agustín (antes de convertirse al cristianismo), decía que la Oscuridad o el Mal existía por la existencia del bien o de la luz, una dependía del otro, este era el pensamiento Maniqueista religión a la que San Agustín perteneció por nueve años).

I.4) Cómo interpretaría Wiener la información de Einstein que dice ¨Dios no juega a los dados"?

Albert Einstein afirmó: "Dios no juega a los dados con el universo". Esta frase quiere decir que las cosas no suceden sin algún motivo, al contrario, están planeadas. Yo creo que Wierner la podría interpretar afirmando que asi como algunas cosas estan planificadas y ordenadas, el comportamiento de las personas o de las máquinas también lo estan, para ello requieren de mecanismos de control que los ayuden a mantener el orden en el que se desarrollan

I.3) ¿Cuál es la metáfora usada por Wiener entre información y energía?

Wiener compara a la capacidad de procesamiento de información de las maquinas, de su época, y la de las personas y las califica de pérdida de energía. El indica que la cantidad de energía gastada en los tubos de vacio excede a los kW haciendo referencia que toda esta energía se disipa en calor ineficientemente

I.2) ¿Cómo se define el concepto de entropía y qué relación guarda con el de información?

La entropía se define como el concepto de aleatoriedad, muy ligado a la probabilidad, lo cual significa que mientras más entropía se tenga más aleatorio es un evento. Esta se relaciona con la información en el hecho un sistema con mayor entropía es lo contrario a un sistema con mas información.