データベース、コンポーネント、階層、使用法、目的の定義

データベース、コンポーネント、階層、用途、目的の定義: 相互に関連し、コンピューターのハードウェアに保存され、ソフトウェアがそれを操作するために使用するデータのコレクションです。 関係は通常、既存の各ファイルのキーによって示されます。

データベース

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データベースを理解する

クイックリードリスト公演
1.データベースを理解する
2.データベースシステム
3.データ、情報、データベース
4.データ階層
5.データベース管理システム(DBMS)
5.1.データベース管理システム(DBMS)の利点
5.2.データベース管理システム(DBMS)の利点
5.3.データベース管理システム(DBMS)の弱点
6.DBMSのアーキテクチャとコンポーネント
6.1.データベース管理システム(DBMS)アーキテクチャ
6.2.データベース管理システム(DBMS)コンポーネント
7.データモデル
7.1.スキーマとデータベースインスタント
7.2.リレーショナルデータモデル
8.データベースの使用法
8.1.ITアーキテクチャのデータベース
8.2.電子データベースの使用
8.3.データベーススキル
8.4.データベースユーザー
9.システム分析の目的
9.1.正規化の目的は次のとおりです。
9.2.正規化の段階は次のとおりです。
9.2.1.1つ(1-NF)の通常の状態は次のとおりです。
9.2.2.2番目の正常状態(2-NF)は次のとおりです。
9.2.3.3番目の正規要件(3番目の正規形/ 3 NF)は次のとおりです。
9.3.これを共有:
9.4.関連記事:

データベースは、関連データのコレクションであり、それを操作するために使用されるコンピューターのハードウェアとソフトウェアに保存されます。 関係は通常、既存の各ファイルのキーによって示されます。 データベースには、インストールまたはエンタープライズスコープ内で使用されるデータセットが表示されます。


データベースのアプリケーションは、データのコンパイルの問題を克服することができます。

  1. データの冗長性と不整合
  2. データへのアクセスの難しさ
  3. 標準化のためのデータ分離
  4. 複数のユーザー (多くのユーザー)
  5. 問題 セキュリティ (セキュリティ)
  6. 統合の問題
  7. データの問題 独立

一般的なデータベース設計段階では、分析で行う必要があるのは、最初に情報システムに必要なファイルを特定することです。 システムに必要なデータベースファイルは、データフロー図の形式で記述された設計モデルで確認できます。 一般的なデータベース設計手順は次のとおりです。 13

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  1. 新しいシステムのデータベースファイル要件を決定します
  2. 必要なファイルは、新しく作成されたシステムDADから決定できます。
  3. データベースファイルのパラメータの指定
  4. 必要なファイルが決定された後、次のファイルのパラメータも決定できます。 これらのパラメータは次のとおりです。
  5. ファイルの種類:マスターファイル、トランザクションファイル、一時ファイルなど。
  6. メディアファイル:ハードディスク、ディスケット、または磁気テープ
  7. ファイルの編成:従来のファイル(ソートされたファイル、ISAM、または直接アクセスファイル)またはデータベース編成(階層構造、ネットワーク、または関係)
  8. キーフィールドとファイル

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データベースシステム

データベースシステムは、相互接続されたファイルのコレクションで構成されるシステムであり、複数のユーザーまたは他のプログラムがこれらのファイルにアクセスして操作できるようにします。 データベースシステムには、主要なコンポーネントがあります。 ハードウェア、ソフトウェア、データベース、ユーザー14.

データベースシステム

データベースシステムには、次のようないくつかのコンポーネントがあります。9

  1. データベースファイル。このファイルには、データベースファイル編成形式の1つで保存されたデータ要素があります。
  2. データベースマネージメントシステム (データベースの管理システム)は、データベースを処理し、データベースへのアクセスを制御し、データベースのセキュリティを維持し、その他のタスクを実行するソフトウェアプログラムのグループです。

  3. システムインターフェース(ホスト言語インターフェースシステム)は、アプリケーションプログラムと通信するDBMSの一部であり、次のようなアプリケーションプログラムの高級言語命令を解釈します。 COBOL そして Fortan、データファイルが必要です。

  4. アプリケーションプログラムは、データファイルが独立しており、標準のデータ定義を使用することを除いて、従来のシステムと同じ機能を備えています。 相互に独立している(独立)および標準化により、プログラム開発がより簡単かつ迅速になります。 通常のアプリケーションプログラムは ホスト言語インターフェースシステム これらは通常、プロのプログラマーによって作成されます。

  5. 自然言語インターフェースシステム(自然言語インターフェースシステム)、質問言語です(クエリ言語)これにより、ユーザーはコンピューターシステムで利用できるものに関する情報を取得できます。 入力命令は英語の短いコマンドであるため、使用される言語は通常英語です。

  6. データディクショナリ(データディクショナリ)は、データベーススキーマを含むデータベースからのデータ情報の中央ストレージです。 データディクショナリには、データベースファイル情報、データアクセスルール、データセキュリティ、およびデータ情報条件が含まれています。 DBMSは、プログラムから要求を受信し、データディクショナリにアクセスして、プログラムがデータに到達したかどうかを確認し、データベース内のデータの場所を確認します。

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データ、情報、データベース

データは、人間、オブジェクト、イベント、概念、状況などのオブジェクトに関する事実であり、記録することができ、暗黙の意味を持ちます。 データは数字、文字、記号の形で表現できるため、データが収集されて相互接続されると、データベースと呼ばれます[Ramez2000]。 情報とは、人のニーズに合った形に整理されたデータです[Abdul1999]。


による コンピュータサイエンスとエンジニアの百科事典、情報の分野の科学者は、情報の標準的な定義、つまり意思決定に使用されるデータを受け入れます。 FabbriとSchwabによるデータベースの別の定義は、主にデータの重複を最小限に抑えるように設計された統合ファイルシステムです。 Ramez Elmasriによると、データベースは特別な暗黙の意味に限定されていると定義されています。


  1. データベースは、実世界(実世界)の側面を表したものです。
  2. データベースは、論理的に暗黙の意味を持つさまざまなソースからのデータのコレクションです。
  3. データベースは、目的のために設計、構築、およびデータ収集する必要があります。 データベースは、ユーザーの興味に応じて、複数のユーザーおよび複数のアプリケーションで使用できます。

これらの定義のいくつかから、データベースにはデータ収集にさまざまなデータソースがあると言えます。 さまざまな目的で複数のユーザーが使用するように設計および構築された、実際のイベント間のさまざまな程度の相互作用 興味


データ階層

  • データは、データ要素(フィールド)、レコード(レコード)、およびファイル(ファイル)に編成されます。 3つの定義は次のとおりです。
  • データ要素は、他の単位に分解できない最小のデータ単位です。
  • 意味。 たとえば、学生のデータは、NIS、名前、住所、電話、または性別で構成されます。
  • レコードは、相互に関連するいくつかのデータ要素の組み合わせです。 レコードの別の用語は、行またはタプルです。
  • ファイルは、同じタイプのすべてのレコードのセットです。

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データベース管理システム(DBMS)

DBMSは、実用的かつ効率的な方法でデータ/情報を入力、変更、削除、変更、および取得するために使用されるコンピュータプログラムとして定義できます。

データベース管理システム(DBMS)

データベース管理システム(DBMS)の利点

DBMS形式のデータストレージには、フラットファイルまたはスプレッドシート形式のストレージと比較して、次のような多くの利点と利点があります。


  • パフォーマンス DBMSの形式でのストレージから得られる結果は非常に大きく、フラットファイルの形式で保存されたパフォーマンスデータとは大きく異なります。 パフォーマンスが向上するだけでなく、ストレージメディアとメモリを効率的に使用できるようになります
  • 誠実さ DBMSを使用すると、データの安全性が高まります。 冗長性の問題はDBMSで一般的です。 冗長性とは、データベース内の同じデータまたはデータセットが繰り返されることであり、その結果、ストレージメディアが無駄になります。

  • 独立. データベースにアクセスするアプリケーションを変更せずにデータベース構造を変更できるため、DBMSを使用してデータへのインターフェイスを簡単に作成できます。
  • 中央集権化. 一元化されたデータにより、データベース管理が簡素化されます。 DBMSとの共有のしやすさ、および直接アクセスされるデータの一貫性 一緒にファイルやワークシートの形で保存されたデータよりも安全になります 展開する。
  • セキュリティ. DBMSには、オペレーティングシステムファイルのセキュリティよりも柔軟なセキュリティシステムがあります。 DBMSのセキュリティにより、ユーザーにアクセス権を付与する際の柔軟性が提供されます。

データベース管理システム(DBMS)の利点

  1. データの独立性DBMSは、プログラムを変更する必要がなく、データに変更を加えるアプローチを提供します。
  2. データへの効率的なアクセスDBMSは、データの保存と取得が効率的に実行されるように、さまざまな高度な技術を提供します。
  3. データのセキュリティと整合性、データはDBMSによって制御されるため、DBMSはデータに整合性制約を適用できます。 の定義に適合しないもの フィールド とに取り付けられた拘束 フィールド 拒否されます。 たとえば、 フィールド Gender_はPまたはWとして宣言され、次にストレージLから フィールド DBMSによって自動的に拒否されます。

  4. データ管理、多数のユーザーがデータを共有する場合、集中管理は大幅な改善につながる可能性があります。 このようにして、データの重複や冗長性を最小限に抑えることができます。
  5. 同時アクセスと障害回復DBMSは、複数の人が同時に同じデータにアクセスできるようにするメカニズムを提供します。 さらに、DBMSはシステム障害の影響からユーザーを保護します。 システム障害が発生した場合、DBMSは障害前のデータを復元できます。
  6. 最短のアプリ開発時間、DBMSには、アプリケーションのコンパイルを容易にする多くの機能が用意されているため、アプリケーションの開発時間を短縮できます。

データベース管理システム(DBMS)の弱点

  1. ソフトウェアとハ​​ードウェアを調達するための高額で高価なDBMSのコストと価格の要件 適切なものは、データベースの保守と管理のコストを含め、非常に高価です それ。
  2. 非常に複雑です。 データベースシステムはファイル処理よりも複雑であるため、エラーが発生しやすく、データの保守がより困難になります。
  3. 一元化されたデータリスク。 1つの場所に一元化されたデータは、アプリケーションプロセス中にデータが失われるリスクがあります。

  4. 大容量のストレージメディアが必要
  5. 大容量のコンピュータメモリが必要
  6. 高い/特別なハードウェア仕様が必要
  7. システム変換に時間がかかる
  8. DBMSのパフォーマンスが低い場合があります
  9. 失敗のリスクは非常に高いです

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アーキテクチャと 成分 DBMS

建築 データベース管理システム(DBMS)

このアーキテクチャは、この機能が物理データベースをユーザーアプリケーションプログラムから分離することを目的とした3スキーマアーキテクチャとして知られています。 スキームは次のとおりです。


  1. 内部レベルは、データベースストレージ構造の説明を含む内部スキーマであり、 物理データモデルであり、データベース内のデータストレージとアクセスパスを詳細に定義します データ。
  2. 概念レベルは、すべてのユーザーのデータベース構造全体の説明を含むスキーマです。 このスキーマには、エンティティ、属性、関係、および制約の説明のみが含まれ、詳細なデータの説明は含まれません。
  3. 外部レベルは、データのデータビューを定義する外部スキーマ(ユーザービュー)です。 ユーザーグループkelompokが必要としない他のデータを非表示にすることによるユーザーのグループ(ローカルビュー) それ。

成分 データベース管理システム(DBMS)

  • インターフェース、これには、データ操作言語、外部スキーマのデータ定義言語、概念スキーマ、および内部スキーマが含まれます。
  • データベース制御システム (データベース制御システム)データ操作言語からのコマンドによりデータベースにアクセスします。

  • ハードウェア (ハードウェア)データベースシステムに通常含まれているハードウェアは、セカンダリハードディスクメモリです。
  • オペレーティング・システム (オペレーティングシステム)オペレーティングシステム(オペレーティングシステム)は、アクティブ化またはアクティブ化するプログラムです。 コンピュータシステムを操作し、すべてのリソース(リソース)を制御し、操作を実行します コンピューターで。 MS-DOS、MS-Windows 95、MS Windows NT、Unixなどのオペレーティングシステムが広く使用されています。

  • データベース (データベース)データベース(データベース)は複数のデータベースを持つことができます。 各データベースには、ファイルやテーブルなどのデータベースオブジェクトをいくつでも含めることができます。
  • ユーザー(ユーザー) ユーザーは、プログラミング言語で記述されたプログラムでデータベースを操作し、データを操作できます。
  • データベース管理者 組織内にデー​​タベースシステムを実装する責任がある個人またはグループです
  • 利用者 ワークステーションの前にいて、システムと直接対話する人です。
  • アプリプログラマー、人々はさまざまな方法でデータベースを操作します。

これらのコンポーネントを使用する言語の例は、SQL(構造化照会言語)です。 SQLは、ほとんどのDBMSアプリケーションで使用される標準言語です。


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データモデル

データモデルは、データベース構造の記述を作成するという概念に基づいてグループ化できます。

1. 概念データモデル(高レベル)は、ユーザーがデータをどのように認識または処理するかという概念を示します。 このモデルでは、データ表示の3つの概念が導入されています。

  • エンティティ(エンティティ)は、存在する実世界のオブジェクト、イベント、または概念のプレゼンテーションです。 明示的に定義され、データベースに保存されます。例:学生、コース、講師、成績など 等
  • 属性(属性)は、NIM、名前、学部、学生部門などのエンティティの特性を説明する説明です。
  • 関係(関係)は、あるエンティティと別のエンティティ間の関係または相互作用です。たとえば、顧客エンティティは購入した商品のエンティティに関連しています。

2. 会計データモデル(低レベル)は、データを提示することにより、データの詳細な説明をコンピューターに保存する方法の概念です。 データレコードの検索をより便利にすることができるレコード形式、レコードシーケンス、およびデータアクセスパスに関する情報 効率的。


3. 実装データモデル(代表)は、コンピューターに格納されたデータの概念の説明です。 データの説明の詳細の一部を非表示にして、ユーザーがデータの保存方法の全体像を把握できるようにします コンピューターで。 このモデルは、階層モデル、ネットワークモデル、およびリレーショナルモデルで使用されるデータモデルの概念です。


スキーマとデータベースインスタント

データベーススキーマはデータベースの記述であり、その仕様は設計段階で決定されますが、いつでも変更されることはありません。 スキーマの説明には、通常、データベースの詳細な説明の一部しか含まれていません。

スキーマとデータベースインスタント

1つのレコード行(レコード/タプル)に配置され、データベースに格納されているデータのグループは、インスタンスまたはイベントと呼ばれます。


リレーショナルデータモデル

リレーショナルモデルでは、データベースは「拡散」されるか、さまざまな2次元テーブルに並べ替えられます。 各テーブルは常に、データの行(行/レコード)と呼ばれる水平方向の行と、一般に列(列/フィールド)と呼ばれる垂直方向の行で構成されます。

テーブルの例とその関係:

リレーショナルデータモデル

リレーショナルデータベースの利点

  1. シンプルな形状
  2. さまざまなデータ操作が簡単に実行できます

リレーショナルデータベースの用語:

  • 関係
    リレーションは、複数の列と複数の行で構成されるテーブルです。 関係は、異なるエンティティセットに由来するいくつかのエンティティ間の関係を示します。 エンティティとは、本物であり、他のエンティティと区別できるものを表す個人です。
  • 属性
    属性はリレーションの列です。 各エンティティには、エンティティの特性を説明する属性が必要です。 エンティティに関連する属性の決定または選択は、データモデルの形成において重要です。
  • タプル
    タプルは、エンティティについて完全なエンティティに通知する、リレーションまたは相互に関連する要素のコレクションの行です。 1つのレコードは、個人に関する1つのデータまたは情報を表します。たとえば、NPM、学生の名前、住所、都市などです。
  • ドメイン
    1つ以上の属性の有効な値のセット

  • リレーション内の属性の数
  • カーディナリティ
    リレーション内のタプルの数。
グラフィック属性

リレーショナルキー

  • スーパーキー
    リレーション内のタプルを一意に識別する属性/属性のセット。
  • 候補キー
    エンティティの特定のオカレンスを一意に識別する属性または属性の最小セット。 通常は一意の値を持つリレーションの属性。 最小限の属性セットは、一意の所有権を破棄せずにセット内の一部の属性を削除できないことを意味します。
  • 主キー
    特定のイベントを一意に識別するだけでなく、エンティティの各発生を表すこともできる属性または属性の最小セット。 候補キーは、リレーション内のタプルを一意に識別するために選択されます。 各候補キーは主キーになる可能性がありますが、既存のエンティティを完全に表すことができるものを1つだけ選択することをお勧めします。
  • 代替キー
    主キーとして使用されていない候補キー、または主キーとして選択されていない候補キーです。
  • 外部キー(ゲストキー)
    リレーションの主キーであるが、他のリレーションでは属性が通常の属性にすぎない、同じドメインを持つ属性。 ゲストキーは子エンティティに割り当てられ、関連する親の主キーと同じです。
リレーショナルキー

リレーショナル整合性ルール

  1. ヌル
    不明で、行(タプル)と一致しない属性の値。 値(定数)Nullは、値の準備ができていない/存在しない属性を宣言/入力するために使用されます。
  2. エンティティの整合性
    単一の主キーコンポーネントがnullになることはありません。
  3. 参照整合性
    ドメインが問題のドメイン内の単一の属性である場合、そのドメインを主キーとして使用できます。 リレーショナルデータベースの言語情報を取得するために送信されたステートメントのクエリ言語を使用します。 クエリ言語(クエリ言語)は、テーブル内からデータを検索するという側面でより強調されています。 検索のこの側面は、データ管理の取り組みの中核であるため、非常に重要です。

データベースの作成

データベースの作成には、次のようないくつかの手順があります。

  1. 収集と分析
    •ユーザーグループとそのアプリケーションフィールドを定義する:アプリケーションフィールドとグループを特定する ユーザー、次に、表すことができるプライマリユーザーキーとして使用できるユーザーグループの選択されたメンバー グループ
    •既存のドキュメントのレビュー:特定のアプリケーションに関する既存のドキュメントを調査および分析します。
    •運用環境とデータ処理の分析:現在のシステムがまだ手動システムを使用しているか、すでにコンピューターシステムを使用しているかを調査します。
    •質問とインタビューのリスト:必要な情報とプロセス仕様を取得する可能性があると考えられる潜在的なユーザーへ。
  2. 概念的なデータベース設計
    •概念スキーマ設計:データベースに格納されるデータの編成について
    •トランザクション設計:ステージ1での分析の結果としてデータベースシステムから情報を取得するために実行されます。
  3. データベース設計プロセス
    •要件の収集と分析
    •概念的なデータベース設計
    •DBMSの選択
    •概念から論理へのマッピング
    •物理的設計
    •実装

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データベースの使用法

ITアーキテクチャのデータベース

DBMSは、実用的かつ効率的な方法でデータ/情報を入力、変更、削除、変更、および取得するために使用されるコンピュータプログラムとして定義できます。


データベース製品の例

  • – DB2 IBM
  • – ORACLE Oracle
  • – SYBASE Powersoft
  • – INFORMIX Informix
  • – Microsoft Access Microsoft

電子データベースの使用

組織/会社のコンピュータデバイスは通常、機能を実行するために使用されます 情報システムとデータベースの管理は、すべてのシステムの主要コンポーネントの1つです。 情報。 データベースがなければ、情報システムを作成/実行することはできません。


以下は、一般的に使用されるデータベースを使用している機能領域です。:

  • 倉庫保管、
  • 会計、
  • 予約、
  • 顧客サービス、
  • その他。

データベースを利用する組織/会社の形態:

  • 保険、
  • 病院、
  • 商品メーカー、
  • 製造業、
  • 教育、
  • 銀行:顧客データの管理、会計、すべての銀行取引
  • 空港:予約データの管理、スケジューリング
  • 大学:登録管理、卒業生
  • 販売:顧客データ、製品、販売の管理
  • 工場:生産データ、在庫、注文、エージェントの管理
  • 雇用:従業員データ、給与、税金の管理
  • 電気通信:請求データ、クレジット数などの管理。

データベーススキル

業界におけるデータベースの役割の増大に伴い、データベースに関連する専門家の必要性も高まっています。 データベース分野で産業界が通常必要とするスキルのいくつか:

  1. 分析事業
  2. モデリングデータ
  3. データベース設計
  4. データベース管理
  5. 管理データベース

データベースユーザー

  • システムエンジニア
    データベースシステムのインストールを担当し、アップグレードを実行し、システムから販売者にエラーを報告する専門家
  • データベース管理者(DBA)
    データベースシステム全体を制御し、データベースシステムの必要性を予測し、計画し、管理するタスクを持つ専門家。
  • エンドユーザー
    データベースシステムのユーザーには、システムとの対話方法に基づいて区別できるいくつかのタイプ(タイプ)があります。
  • アプリプログラマー
    ユーザーは、データ操作言語(DML)を介してデータベースと対話します。 親プログラミング言語(C、Pascal、 COBOLなど)
  • 上級ユーザー(カジュアルユーザー)
    プログラムモジュールを作成せずにシステムと対話するユーザー。 これらは、DBMSによって提供されたクエリ言語を使用して(データアクセス用の)クエリを表現します。
  • 一般ユーザー(エンドユーザー/ナイーブユーザー)
    以前に作成(提供)された実行可能プログラムを呼び出すことによってデータベースシステムと対話するユーザー
  • 専門ユーザー(専門/洗練されたユーザー)
    従来とは異なるデータベースアプリケーションを作成するが、アプリケーションなどの特別な目的のために作成するユーザー AI、エキスパートシステム、画像処理など。DBMSの有無にかかわらずデータベースにアクセスできます。 心配している。

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システム分析の目的

•データベースからのデータ要件の決定
オブジェクトに関する情報のグループ化と説明
•オブジェクト間の関係の識別とグループ化
データベースで実行するトランザクションのタイプを決定します
•データの整合性に関連するルールを特定する


正規化の目的は次のとおりです。

データの重複/冗長性を排除します。
複雑さを軽減する
データ変更を簡素化するmempermudah
データの異常を削除する


正規化の段階は次のとおりです。

異常な形 >このフォームは記録されるデータのコレクションであり、特定の形式に従う必要はありません。データは不完全または重複している可能性があります(重複)

1-NF(第一正規形) >その特徴は、各データがフラットファイルの形式であり、反復的な属性セットがないことです。
すべてのフィールドにデータをリストして、非正規化するテーブルを作成します。 データを正しい原子値に分離し、既存の属性/フィールドを完成させるフラットテーブルを使用して、最初の正規形(1つの正規形を最初に)を形成します。


1つ(1-NF)の通常の状態は次のとおりです。

1. 各データはフラットファイルで形成され、データは次々にレコードで形成されます。フィールドの値は「アトミック値」です。
2. 繰り返される(重複する)属性セットはありません。
3. テーブル/リレーションの主キーを決定します。
4. 各属性の意味は1つだけです。

2-NF(第2正規形) >この2番目の正規形は、定義できる完全な関数従属性の概念に基づいています。


2番目の正常状態(2-NF)は次のとおりです。

1.このデータフォームは、最初の正規形の基準を満たしています。
2.属性は主キーではありません(主キーではありません)は、主キーに完全に機能的に依存している必要があります。

3-NF(第3正規形)> 2-NF関係は1-NF関係よりも冗長性が低くなりますが、この関係は 関係に若返り(更新)の異常がある場合でも、問題が発生する可能性があります それ。


3番目の正規要件(3番目の正規形/ 3 NF)は次のとおりです。

1. この形式のデータは、2番目の正規形の基準を満たすことができました。
2. 非主キー属性には推移的な依存関係があってはなりません。つまり、主キーではない属性に機能依存性があってはなりません。 他の非主キー属性への依存性)、リレーション内のすべての非主キー属性は、関連する主キーへの機能依存性のみを持ちます。 コース。

4-NF(第4正規形) >
4-NF要件は次のとおりです。
1. それがBCNF形式であり、自明でない多値従属性がない場合に限ります。
2. 多値従属性(MVD)は、第4正規形(4NF)で使用されます。
3. この依存関係は、1対多の関係を表すために使用されます。

5-NF(5番目の通常の形式) >結合された依存関係は、第5法線の形式の根底にあります。 関係R(X、W、Z)は、連結された依存関係を満たすことができ、射影A、B、CとA、B、Cの和集合の場合
Rの属性のサブセットです。
上記の結合された依存関係は、次の表記法に準拠しています。
1. (A B C)
2. ここで、A = XY、B = YZ、C = ZX