Database System--บทที่ 4 รูปแบบที่เป็นบรรทัดฐาน

รูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1

รูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1 (First Normal Form : 1NF) เป็นขั้นตอนแรกสุดในการจัดทำ รีเลชันให้เป็นรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐาน

1. คุณสมบัติของรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1

รีเลชันใด ๆ จะมีคุณสมบัติอยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1 ก็ต่อเมื่อทุกแอททริบิวต์ในแต่ละ ทูเพิลมีค่าของข้อมูลเพียงค่าเดียว

2. ขั้นตอนการจัดทำรีเลชันให้เป็นรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1

เพื่อแสดงให้เห็นถึงการจัดทำรีเลชันให้เป็นรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1 ในที่นี้ขอนำตัวอย่าง รีเลชันซึ่งไม่อยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานมาประกอบดังนี้

รีเลชันการลงทะเบียนประกอบด้วย แอททริบิวต์รหัสนักศึกษา ชื่อนักศึกษา รหัสอาจารย์ ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา รหัสชุดวิชา ชื่อชุดวิชาที่ลงทะเบียน หมู่เรียน และหน่วยกิต

รหัสนักศึกษา	ชื่อนักศึกษา	รหัสอาจารย์	ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา	รหัสชุดวิชา	ชื่อชุดวิชาที่ลงทะเบียน	หมู่เรียน	หน่วยกิต
41010703	สมชาย พลจันทร์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	729101	เศรษฐศาสตร์เบื้องต้น	700	2
				729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	711	3
				999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	713	3
41010943	สุทิศา พินิจไพฑูรย์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	712	3
				999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	711	3
				729104	การจัดการการเงิน	700	2
41012147	ณัฐพร ประคองเก็บ	Q1061	เมธี ปิยะคุณ	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	711	3
				999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	713	3
41012451	นพดล ทับทิมทอง	Q1035	ศิริชัย ศรีพรหม	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	712	3
				999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	711	3
41013327	มัทนา พินิจไพฑูรย์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	729103	การจัดการการตลาด	700	2
41013780	สมชาย พลจันทร์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	712	3

ภาพที่ 4.9 รีเลชันการลงทะเบียน

จากรีเลชันข้างต้นจะพบว่า นักศึกษาบางคนอาจมีชื่อ-สกุลเหมือนกัน หรือมีอาจารย์ที่ปรึกษาคนเดียวกัน หรือลงทะเบียนเรียนชุดวิชาเดียวกันและหมู่เรียนเดียวกันก็ได้ ซึ่งนักศึกษาแต่ละคนสามารถลงทะเบียนเรียนได้มากกว่าหนึ่งชุดวิชา โดยบางชุดวิชาอาจเปิดสอนมากกว่าหนึ่งหมู่เรียนก็ได้

เนื่องจากรีเลชันใดๆ จะมีคุณสมบัติอยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1 ก็ต่อเมื่อค่าของ แอททริบิวต์ต่าง ๆ ในแต่ละทูเพิลมีค่าของข้อมูลเพียงค่าเดียว ดังนั้น ในการจัดทำรีเลชันนี้ให้มีคุณสมบัติอยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1 จึงทำการปรับรีเลชันข้างต้นโดยการใส่รหัสนักศึกษา ชื่อนักศึกษา รหัสอาจารย์ และชื่ออาจารย์ที่ปรึกษาลงไปในทุกรหัสชุดวิชาที่นักศึกษาลงทะเบียนเรียน ดังนี้

รหัสนักศึกษา	ชื่อนักศึกษา	รหัสอาจารย์	ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา	รหัสชุดวิชา	ชื่อชุดวิชาที่ลงทะเบียน	หมู่เรียน	หน่วยกิต
41010703	สมชาย พลจันทร์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	729101	เศรษฐศาสตร์เบื้องต้น	700	2
41010703	สมชาย พลจันทร์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	711	3
41010703	สมชาย พลจันทร์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	713	3
41010943	สุทิศา พินิจไพฑูรย์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	712	3
41010943	สุทิศา พินิจไพฑูรย์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	711	3
41010943	สุทิศา พินิจไพฑูรย์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	729104	การจัดการการเงิน	700	2
41012147	ณัฐพร ประคองเก็บ	Q1061	เมธี ปิยะคุณ	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	711	3
41012147	ณัฐพร ประคองเก็บ	Q1061	เมธี ปิยะคุณ	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	713	3
41012451	นพดล ทับทิมทอง	Q1035	ศิริชัย ศรีพรหม	729111	คณิตศาสตร์และสถิติ	712	3
41012451	นพดล ทับทิมทอง	Q1035	ศิริชัย ศรีพรหม	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	711	3
41013327	มัทนา พินิจไพฑูรย์	Q1059	สัมพันธ์ เย็นสำราญ	729103	การจัดการการตลาด	700	2
41013780	สมชาย พลจันทร์	Q1011	ศิริภัทรา เหมือนมาลัย	999211	คอมพิวเตอร์เบื้องต้น	712	3

ภาพที่ 4.10 รีเลชันการลงทะเบียนเมื่อมีคุณสมบัติอยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐานขั้นที่ 1

ผลจากการใส่รหัสนักศึกษาและชื่อนักศึกษาลงไปในทุกรหัสชุดวิชาที่นักศึกษาลงทะเบียนเรียน ข้างต้น ทำให้คีย์หลักของรีเลชันการลงทะเบียนประกอบด้วย แอททริบิวต์รหัสนักศึกษาและรหัสชุดวิชา

หากทว่าแม้จะกำหนดให้แอททริบิวต์รหัสนักศึกษาและรหัสชุดวิชาเป็นคีย์หลักของรีเลชันนี้แล้ว แต่ปัญหาความซ้ำซ้อนของข้อมูลในรีเลชันก็ยังปรากฏอยู่ดังนี้คือ

1. การปรับปรุงข้อมูล (update anomaly) ใด ๆ จะต้องทำซ้ำหลายแห่ง ทำให้สิ้นเปลืองเวลา รวมทั้งอาจทำการแก้ไขข้อมูลได้ไม่ครบถ้วนและถูกต้องทุกรายการก็ได้ ตัวอย่างเช่น การแก้ไขชื่อนักศึกษาจาก สมชาย พลจันทร์ เป็น ศุภลักษณ์ พลจันทร์

2. การเพิ่มเติมข้อมูล (insert anomaly) ในรีเลชันข้างต้นไม่สามารถทำได้ ตัวอย่างเช่น หากต้องการเพิ่มข้อมูลนักศึกษาใหม่ 41014325 สุชาดา กรุณา จะไม่สามารถเพิ่มเติมข้อมูลเข้ามาในรีเลชันนี้ได้ เนื่องจากยังไม่ปรากฏข้อมูลการลงทะเบียนของนักศึกษามาก่อน ค่าของรหัสชุดวิชาจึงเป็นค่าว่าง ทำให้ไม่อาจเพิ่มเติมข้อมูลลงในรีเลชันได้ เพราะแอททริบิวต์ที่เป็นส่วนของคีย์หลักจะมีค่าว่างไม่ได้

3. การลบข้อมูล (delete anomaly) ออกจากรีเลชันอาจทำให้ข้อมูลบางส่วนสูญหายไปจากฐาน ข้อมูล ตัวอย่างเช่น หากผู้ที่มีรหัสนักศึกษา 41013327 มัทนา พินิจไพฑูรย์ ลาออก ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับ นักศึกษาจะถูกลบไปทั้งทูเพิล ดังนั้น ข้อมูลเกี่ยวกับชุดวิชา 729103 การจัดการการตลาด ซึ่งมีเพียงแห่งเดียวในฐานข้อมูลก็จะสูญหายไปด้วย ทั้งนี้ ปัญหาลักษณะนี้ของรีเลชันเนื่องมาจากการมีแอททริบิวต์จำนวนมากเกินไป และแอททริบิวต์ที่ยังไม่จำเป็นต้องใช้งานมาผูกติดอยู่กับแอททริบิวต์ที่ต้องการใช้งาน

ดังนั้น เพื่อแก้ไขปัญหาความซ้ำซ้อนของข้อมูลในรีเลชันดังกล่าว ไม่ว่าจะเป็นการปรับปรุง การเพิ่ม หรือการลบข้อมูล จึงจำเป็นต้องดำเนินการจัดทำรีเลชันให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นบรรทัดฐาน ขั้นต่อไป