Cách Sử Dụng “Fourth Normal Form”

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá “Fourth Normal Form” (4NF) – một khái niệm quan trọng trong lý thuyết cơ sở dữ liệu liên quan đến việc chuẩn hóa dữ liệu. Bài viết cung cấp 20 ví dụ sử dụng khái niệm 4NF trong thiết kế cơ sở dữ liệu, cùng hướng dẫn chi tiết về ý nghĩa, cách dùng, bảng biến đổi từ vựng và các lưu ý quan trọng.

Phần 1: Hướng dẫn sử dụng “Fourth Normal Form” và các lưu ý

1. Ý nghĩa cơ bản của “Fourth Normal Form”

“Fourth Normal Form” (4NF) là một mức độ chuẩn hóa cơ sở dữ liệu nhằm loại bỏ các dư thừa dữ liệu do phụ thuộc đa trị (multivalued dependency) không phải là khóa.

• Phụ thuộc đa trị (Multivalued Dependency – MVD): Một thuộc tính xác định nhiều giá trị của một thuộc tính khác trong cùng một quan hệ.
• 4NF yêu cầu: Một quan hệ phải ở dạng BCNF (Boyce-Codd Normal Form) và không chứa bất kỳ phụ thuộc đa trị nào ngoại trừ trường hợp đó là một phụ thuộc tầm thường (trivial MVD) – tức là phụ thuộc xảy ra trên toàn bộ các thuộc tính trong lược đồ quan hệ.

Ví dụ:

Xét bảng “Nhân viên” với các cột: “Mã_NV”, “Kỹ_năng”, “Ngôn_ngữ”. Một nhân viên có thể có nhiều kỹ năng và biết nhiều ngôn ngữ. “Mã_NV” xác định nhiều giá trị cho “Kỹ_năng” và “Ngôn_ngữ”. Nếu “Kỹ_năng” và “Ngôn_ngữ” không liên quan đến nhau, đây là một phụ thuộc đa trị và bảng này không ở dạng 4NF.

2. Cách sử dụng “Fourth Normal Form”

a. Xác định phụ thuộc đa trị

1. Phân tích dữ liệu: Tìm các thuộc tính mà một giá trị của một thuộc tính khác xác định nhiều giá trị của nó.
   Ví dụ: Trong bảng “Nhân viên”, “Mã_NV” có thể xác định nhiều “Kỹ_năng” và “Ngôn_ngữ”.

b. Phân tách bảng

1. Tạo bảng mới: Tách các thuộc tính có phụ thuộc đa trị thành các bảng riêng biệt.
   Ví dụ: Tách bảng “Nhân viên” thành bảng “NV_KyNang” (Mã_NV, Kỹ_năng) và “NV_NgonNgu” (Mã_NV, Ngôn_ngữ).

c. Đảm bảo BCNF

1. Kiểm tra BCNF: Trước khi áp dụng 4NF, đảm bảo bảng đã ở dạng BCNF.
   Ví dụ: Các bảng “NV_KyNang” và “NV_NgonNgu” phải thỏa mãn BCNF.

d. Biến thể và cách dùng trong câu

Dạng từ	Từ	Ý nghĩa / Cách dùng	Ví dụ
Danh từ	Fourth Normal Form	Dạng chuẩn hóa thứ tư	Applying Fourth Normal Form improves data integrity. (Áp dụng Fourth Normal Form cải thiện tính toàn vẹn dữ liệu.)
Động từ (dạng bị động)	Be in Fourth Normal Form	Ở dạng chuẩn hóa thứ tư	The table is in Fourth Normal Form. (Bảng ở dạng chuẩn hóa thứ tư.)

3. Một số cụm từ thông dụng với “Fourth Normal Form”

• Achieve Fourth Normal Form: Đạt được Fourth Normal Form.
  Ví dụ: We need to achieve Fourth Normal Form to reduce redundancy. (Chúng ta cần đạt được Fourth Normal Form để giảm dư thừa.)
• Violation of Fourth Normal Form: Vi phạm Fourth Normal Form.
  Ví dụ: The table shows a violation of Fourth Normal Form. (Bảng cho thấy sự vi phạm Fourth Normal Form.)

4. Lưu ý khi sử dụng “Fourth Normal Form”

a. Ngữ cảnh phù hợp

• Phụ thuộc đa trị: Xác định rõ các phụ thuộc đa trị trong dữ liệu.
  Ví dụ: If a student can take multiple courses and belong to multiple clubs independently, that’s a multivalued dependency. (Nếu một sinh viên có thể tham gia nhiều khóa học và thuộc nhiều câu lạc bộ một cách độc lập, đó là một phụ thuộc đa trị.)
• BCNF: Đảm bảo dữ liệu đã ở dạng BCNF trước khi xem xét 4NF.
  Ví dụ: Fourth Normal Form builds upon BCNF. (Fourth Normal Form xây dựng dựa trên BCNF.)

b. Phân biệt với các dạng chuẩn hóa khác

• 4NF vs BCNF:
  – BCNF: Loại bỏ các phụ thuộc hàm không phải là khóa.
  – 4NF: Loại bỏ các phụ thuộc đa trị không phải là khóa.
  Ví dụ: A table in BCNF may still have multivalued dependencies, requiring 4NF normalization. (Một bảng ở dạng BCNF vẫn có thể có các phụ thuộc đa trị, yêu cầu chuẩn hóa 4NF.)

5. Những lỗi cần tránh

1. Bỏ qua phụ thuộc đa trị:
   – Sai: Không nhận ra sự tồn tại của phụ thuộc đa trị.
   – Đúng: Phân tích kỹ lưỡng dữ liệu để xác định tất cả các phụ thuộc đa trị.
2. Áp dụng 4NF khi chưa đạt BCNF:
   – Sai: Áp dụng 4NF trước khi bảng đạt BCNF.
   – Đúng: Đảm bảo rằng bảng đã ở dạng BCNF trước khi áp dụng 4NF.

6. Mẹo để ghi nhớ và sử dụng hiệu quả

• Hiểu rõ phụ thuộc đa trị: Phụ thuộc đa trị là yếu tố then chốt.
• Phân tách bảng: Tách bảng là cách chính để giải quyết phụ thuộc đa trị.
• Thực hành: Áp dụng 4NF vào các ví dụ cụ thể để hiểu rõ hơn.

Phần 2: Ví dụ sử dụng “Fourth Normal Form” và các dạng liên quan

Ví dụ minh họa

1. Consider a table with StudentID, Course, and Hobby. (Xét một bảng với StudentID, Khóa học và Sở thích.)
2. A student can enroll in multiple courses. (Một sinh viên có thể đăng ký nhiều khóa học.)
3. A student can have multiple hobbies. (Một sinh viên có thể có nhiều sở thích.)
4. The courses and hobbies are independent of each other. (Các khóa học và sở thích độc lập với nhau.)
5. This table violates Fourth Normal Form. (Bảng này vi phạm Fourth Normal Form.)
6. To normalize, split the table into StudentCourse and StudentHobby. (Để chuẩn hóa, chia bảng thành StudentCourse và StudentHobby.)
7. StudentCourse contains StudentID and Course. (StudentCourse chứa StudentID và Khóa học.)
8. StudentHobby contains StudentID and Hobby. (StudentHobby chứa StudentID và Sở thích.)
9. Now both tables are in Fourth Normal Form. (Bây giờ cả hai bảng đều ở Fourth Normal Form.)
10. Another example is a table with Employee, Skill, and Project. (Một ví dụ khác là bảng với Nhân viên, Kỹ năng và Dự án.)
11. An employee can have multiple skills. (Một nhân viên có thể có nhiều kỹ năng.)
12. An employee can work on multiple projects. (Một nhân viên có thể làm việc trên nhiều dự án.)
13. The skills and projects are independent of each other. (Các kỹ năng và dự án độc lập với nhau.)
14. This table violates Fourth Normal Form. (Bảng này vi phạm Fourth Normal Form.)
15. Split the table into EmployeeSkill and EmployeeProject. (Chia bảng thành EmployeeSkill và EmployeeProject.)
16. EmployeeSkill contains EmployeeID and Skill. (EmployeeSkill chứa EmployeeID và Kỹ năng.)
17. EmployeeProject contains EmployeeID and Project. (EmployeeProject chứa EmployeeID và Dự án.)
18. This eliminates multivalued dependencies. (Điều này loại bỏ các phụ thuộc đa trị.)
19. Now the tables are in Fourth Normal Form. (Bây giờ các bảng ở Fourth Normal Form.)
20. Ensuring Fourth Normal Form reduces data redundancy. (Đảm bảo Fourth Normal Form giảm dư thừa dữ liệu.)