Entendendo a Forma Normal de Boyce-Codd (BCNF) e a Quarta Forma Normal (4FN) com Exemplos Práticos

No mundo do desenvolvimento de bancos de dados, a normalização é um conceito crucial para evitar redundâncias e melhorar a eficiência do banco de dados. Entre as várias formas normais, a Forma Normal de Boyce-Codd (BCNF) e a Quarta Forma Normal (4FN) são particularmente importantes para garantir a integridade dos dados e a eficiência das consultas. Neste artigo, exploraremos essas duas formas normais com exemplos práticos para ilustrar como podem ser aplicadas no design de bancos de dados.

1. Forma Normal de Boyce-Codd (BCNF)

A Forma Normal de Boyce-Codd, ou BCNF, é uma extensão da Terceira Forma Normal (3FN) e foi desenvolvida para lidar com anomalias de atualização que ainda podem existir após um banco de dados estar na 3FN. A BCNF foca em resolver os problemas relacionados a dependências funcionais, onde a chave para um registro não determina de forma única alguns dos seus atributos.

Definição:  Um esquema de relação está na BCNF se, e para cada uma de suas dependências funcionais (X → Y), X é uma superchave.

Consideremos uma tabela de `Cursos` que registra informações sobre cursos e instrutores:

| CursoID | Instrutor | Sala |

|———|———–|——|

| 1       | Ana       | 101  |

| 2       | Bruno     | 102  |

| 1       | Ana       | 103  |

Neste exemplo, `CursoID` e `Instrutor` formam uma chave primária composta. No entanto, a `Sala` não depende do `Instrutor`. Para satisfazer a BCNF, devemos dividir esta tabela em duas:

– Tabela `Cursos`:

  | CursoID | Sala |

  |———|——|

  | 1       | 101  |

  | 2       | 102  |

  | 1       | 103  |

– Tabela `Instrutores`:

  | CursoID | Instrutor |

  |———|———–|

  | 1       | Ana       |

  | 2       | Bruno     |

2. Quarta Forma Normal (4FN)

Após a BCNF, a próxima etapa na normalização é a Quarta Forma Normal (4FN), que trata de relações mais complexas envolvendo dependências multivaloradas.

Definição:  Um esquema de relação está na 4FN se está na BCNF e não possui dependências multivaloradas não triviais.

Considere uma tabela `Professores` que registra os idiomas que eles falam e os cursos que lecionam:

| Professor | Idiomas  | Cursos  |

|———–|———-|———|

| Carlos    | Inglês   | Matemática |

| Carlos    | Espanhol | Matemática |

Neste caso, `Professor` → `Cursos` e `Professor` → `Idiomas` são dependências multivaloradas. Para normalizar para a 4FN, devemos dividir a tabela em duas:

– Tabela `ProfIdiomas`:

  | Professor | Idiomas  |

  |———–|———-|

  | Carlos    | Inglês   |

  | Carlos    | Espanhol |

– Tabela `ProfCursos`:

  | Professor | Cursos     |

  |———–|————|

  | Carlos    | Matemática |

Conclusão

A aplicação da Forma Normal de Boyce-Codd e da Quarta Forma Normal é essencial para a criação de bancos de dados eficientes e confiáveis. Ao eliminar redundâncias e dependências desnecessárias, essas formas normais ajudam a garantir que os dados sejam fáceis de manter e atualizar. Esperamos que os exemplos práticos fornecidos ajudem a ilustrar como essas técnicas podem ser aplicadas em cenários do mundo real.

Prof. Washington Almeida