Chapter 9

Normalization

Database အခြေခံကို CRUD သိပြီဆိုရင်တော့ Normalization ကို လေ့လာလို့ ရပါပြီ။ Database ကို ဖန်တီးသည့် အခါမှာ Normalization တွေကို level အလိုက် ခွဲပြီး ဖန်တီးပါတယ်။

Normalization ဆိုတာကတော့ Data တွေ ဖောင်းပွမှု မရှိအောင် နဲ့ Table တွေ ချိတ်ဆက်ပြီး အသုံးပြုနိုင်အောင် အဆင့်ဆင့် ခွဲချပြီး data တွေ အဆင်ပြေ ကျစ်လစ်အောင် ဖန်တီးထားခြင်း ဖြစ်ပါတယ်။

Normalization မှာ

1NF (First Normal Form)
2NF (Second Normal Form)
3NF (Third Normal Form)
BCNF (Boyce-Codd Normal Form)

စသည်ဖြင့် ရှိပါတယ်။

Normalization မလုပ်ထားသည့် အခါမှာ Data တွေကို Insert/Delete/Update ပြုလုပ်သည့် အခါမှာ အဆင်မပြေတော့ပါဘူး။

ဥပမာ ကြည့်ရအောင်။

rollno	name	branch	hod	office_tel
1	Aung Moe	CS	U Kyaw	+9599999999
2	Khin Khin	CS	U Kyaw	+9599999999
3	Myo Min	CS	U Kyaw	+9599999999
4	Kyaw Gyi	CS	U Kyaw	+9599999999

အထက်ပါ Table ကို ကြည့်ရင် Branch , HOD (Head of Department), Office Telephone စတာတွေက တူပြီး ထပ်နေတာကို တွေ့ရပါလိမ့်မယ်။ ကျောင်းသား အသစ်ထည့်သည့် အခါမှာ data တွေကို ထပ်ပြီး ထပ်နေလိမ့်မယ်။ Table size ဟာလည်း ကြီးနေပါလိမ့်မယ်။

ဖျက်သည့်အခါမှာလည်း branch information တွေပါ ပျက်ကုန်ပါတယ်။ Student မရှိတော့သည့်အခါမှာ branch information တွေပါ ပျောက်ကုန်ပါလိမ့်မယ်။ U Kyaw ကနေ U Min ပြောင်းသွားသည့်အခါမှာ တစ်ကြောင်းဆီကို ပြန်ပြောင်းပေးနေရပါမယ်။

Normalization ပြုလုပ်သည့်အခါမှာတော့ Student Table နဲ့ Branch information ခွဲထုတ်ပါမယ်။

Branch Table

branch	hod	office_tel
CS	U Kyaw	+9599999999

Student Table

rollno	name	branch
1	Aung Moe	CS
2	Khin Khin	CS
3	Myo Min	CS
4	Kyaw Gyi	CS

အခု ဆိုရင် Student တစ်ယောက်ထည့်ရင် branch name ပဲ ထည့်ရပါတတော့မယ်။ Student record တွေ အကုန် ဖျက်လိုက်ရင်တောင် branch information မပျောက်သွားတော့ပါဘူး။

U Kyaw ကနေ U Min ပြောင်းမယ်ဆိုရင်လည်း Branch Table မှာပဲ တစ်ကြောင်းတည်း သွားပြင်လိုက်ရင် ရပါပြီ။

အခုဆိုရင်တော့ Normalization ဘာကြောင့်လိုတယ် ဆိုတာ သဘောပေါက်လောက်ပြီထင်ပါတယ်။

1NF (First Normal Form)

1NF က ပထမဆုံး အဆင့်ဖြစ်သည့်အတွက် လက်ရှိ ရှိနေသည့် data တွေဟာ bad database design ဖြစ်နေမှသာ 1NF ကို စလို့ရပါမယ်။

1NF အတွက် စမယ်ဆိုရင်

Column တစ်ခုမှာ data တွေဟာ multiple ပါလို့မရပါဘူး။
Column Value တွေသိမ်းသည့်အခါမှာ same format ဖြစ် ဖို့ လိုပါတယ်။ DOB, Name လို့ သိမ်းထားပြီး နောက် row တစ်ခုမှာ Name, DOB ပြောင်းသိမ်းလို့မရပါဘူး။
Column တွေမှာ နာမည်ထပ်နေလို့မရပါဘူး။ ဥပမာ Name, Name အစား First_Name, Second_Name လို့ပြောင်းပေးဖို့ လိုပါတယ်။

rollno	name	subject
1	Aung Myo	Java, Python
2	Khin Khin	Java
3	Myo Min	C++ , C
4	Kyaw Gyi	Python

အထက်ပါ table ကို ကြည့်ရင် subject ထဲမှာ value တစ်ခု ထက် ပိုပါနေတာကို တွေ့နိုင်ပါတယ်။ 1NF နဲ့ ကိုက်အောင် အောက်ပါအတိုင်း ပြင်နိုင်ပါတယ်။

rollno	name	subject
1	Aung Myo	Java
1	Aung Myo	Python
2	Khin Khin	Java
3	Myo Min	C++
3	Myo Min	C
4	Kyaw Gyi	Python

အခုဆိုရင်တော့ 1NF နဲ့ ကိုက်သွားပြီ။ 2NF ကို သွားရအောင်။

2NF (Second Normal Form)

2NF အတွက် လိုက်နာရမယ့် Rule ကတော့

1NF လုပ်ထားပြီး ဖြစ်ရမယ်။
Partial Dependency မဖြစ်ရဘူး

Partial Dependency မဖြစ်ရဘူး အတွက် Dependency ကို နားလည်ဖို့ လိုပါတယ်။

Student Table ကို အရင် ကြည့်ရအောင်။

student_id	name	reg_no	branch	address
1	Aung Myo	CS-202080702	CS	No 443, Aw Ba Road, Yangon
2	Aung Myo	CT-202080707	CT	No 43, Bandola Road, Yangon

အခု table မှာ student_id က primary key ပါ။ Primary Key ဆိုတာကတော့ table မှာ unique ဖြစ်ပါတယ်။ တနည်းပြောရင် မထပ်ရပါဘူး။ student_id 1 က နှစ်ယောက် ဖြစ်နေလို့ မရပါဘူး။ Primary key ကို indexing အတွက်လည်း အသုံးပြုပါတယ်။ ဥပမာ student_id 2 ရဲ့ branch ကို ပြပါဆိုရင် CT ဆိုတာကို တစ်ခါတည်း သိနိုင်သည့် သဘောပါ။ ကျွန်တော် တို့ ဟာ တခြား table တွေနဲ့ တွဲ သုံးဖို့က stuent_id တစ်ခု ပဲလိုပါတယ်။ အခြား column တွေဟာ student_id ပေါ်မှာ မှီခိုနေပါတယ်။ အခုဆိုရင် Dependency ကို နားလည်ပြီ ထင်ပါတယ်။ အခုလိုမျိုးကို Functional Dependency လို့လည်း ခေါ်ပါတယ်။

Partial Dependency

Student Table ပြီးတော့ subject ကို ကြည့်ရအောင်။

subject_id	subject_name
1	Java
2	C++
3	Php

အခု subject table မှာကတော့ subject_id က primary key အနေနဲ့ သုံးထားပါတယ်။

အခု Student table နဲ့ Subject Table ကို ချိတ်ထားသည့် Score Table တစ်ခု ထပ်ဖြည့်ပါမယ်။

score_id	student_id	subject_id	mark	teacher
1	10 1	70	80	Java Teacher
2	10 1	75	81	C++ Teacher
3	10 2	75	77	C++ Teacher
4	11 1	80	79	Java Teacher

score_id က primary key အနေနဲ့ သုံးထားပါတယ်။

Student Id နဲ့ Subject ID ပေါင်းပြီးမှသာ လိုချင်သည့် score ကို ဆွဲထုတ်လို့ရပါမယ်။ Student ID နဲ့ ဆိုရင်တော့ subject_id ၂ ခုရှိနေရင် ၂ ခု ထွက်လာပါလိမ့်မယ်။ subject_id 75 ကို ဆွဲထုတ်ရင် student id တစ်ခု ထက်မက ပါလာပါလိမ့်မယ်။ ဒါကြောင့် score table မှာ student_id နဲ့ subject_id ကို ဆွဲထုတ်မှသာ mark ကို ရပါမယ်။ mark က student_id နဲ့ subject_id ကို depend ဖြစ်နေပမယ့် teacher ကတော့ subject_id ပေါ်မှာပဲ depend ဖြစ်နေတာပါ။ အဲဒါကို Partial Dependency လို့ ခေါ်ပါတယ်။

Partial Dependency ကို ဖြေရှင်းခြင်း

2NF အရ Partial Dependency မဖြစ်ရပါဘူး။ Teacher ကို score table ကနေ ခွဲထုတ်ရပါမယ်။ Teacher ကို ထုတ်ပြီးရင် ဘယ်လို အသုံးပြုရမလဲ ဆိုတာကို အမျိုးမျိုး ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။

score_id	student_id	subject_id	mark
1	10 1	70	80
2	10 1	75	81
3	10 2	75	77
4	11 1	80	79

subject_id	subject_name	teacher
1	Java	Java Teacher

Subject table ထဲမှာ Teacher ကို ထည့်နိုင်သလို teacher table သီးသန့် လည်း ခွဲထုတ်နိုင်ပါတယ်။

teacher_id	name
1	Java Teacher
2	PHP Teacher

ဒါဆိုရင် partial Dependency မဖြစ်တော့ပါဘူး။ အခု 3NF ကို ဆက်လေ့လာရအောင်။

+++

3NF (Third Normal Form)

3NF အတွက်

2NF လုပ်ထားပြီး ဖြစ်ရမည်။
Transitive Dependency မဖြစ်ရပါဘူး။

အခု ကျွန်တော်တို့မှာ အောက်ပါ Table တွေ ရှိပါတယ်။

Student Table

student_id (Primary Key)
name
reg_no
branch
address

Score Table

score_id (Primary Key)
student_id (Foreign Key)
subject_id (Foreign Key)
marks

Subject Table

subject_id (Primary Key)
subject_name
teacher

ကျွန်တော်တို့ exam name နဲ့ total marks ကို ထည့်ဖို့ ကျန်ပါသေးတယ်။ အခု exam name နဲ့ total marks ကို score table ထဲကို ထည့်လိုက်ပါမယ်။

Score Table

score_id (Primary Key)
student_id (Foreign Key)
subject_id (Foreign Key)
marks
exam_name
total_marks

ဥပမာ အားဖြင့် score table က အောက်ကလို ဖြစ်ပါမယ်။

score_id	student_id	subject_id	marks	exam_name	total_marks
1	23	123	78	Workshop	200

exam_name က student_id + subject_id ပေါ်မှာ depend ဖြစ်နေပါတယ်။ Exam name က student ပေါ်မှာ မူတည်ပြီးတော့ ဘယ်သူ ဖြေမှာလဲ ဆိုတာကို သိနိုင်ပါတယ်။ Exam name ဟာလည်း ဘယ် subject လည်း ဆိုတာကို ထပ်ပြီး depend ဖြစ်နေပါတယ်။

သို့ပေမယ့် total marks ကတော့ exam name ပေါ်မှာပဲ depend ဖြစ်ပါတယ်။ exam_name က primary key မဟုတ်ပါဘူး။

အဲဒါက Transitive Dependency ဖြစ်နေတာပါ။၊

အဲဒီ လိုအခါမှာ exam_name နဲ့ total_marks ကို သီးသန့် ခွဲထုတ်ဖို့ လိုပါတယ်။ အဲဒါဟာ 3NF ပါပဲ။ 3NF အတွက် အောက်ပါ အတိုင်း ခွဲထုတ်နိုင်ပါတယ်။

Exam Table

exam_id	exam_name	total_marks
1	Workshop	200
2	Mains	70
3	Practicals	30

Score Table

score_id	student_id	subject_id	marks	exam_id
1	23	123	78	1

အခု ဆိုရင် 3NF ကို သဘောပေါက်ပြီလို ထင်ပါတယ်။

Boyce-Codd Normal Form (BCNF)

Boyce-Codd Normal Form ကို 3.5 NF လို့လည်း ခေါ်ပါတယ်။ အများအားဖြင့် Normalization ကို BCNF အထိပဲလုပ်ကြပါတယ်။ BCNF မှာ

3NF ဖြစ်ပြီးသား ဖြစ်ဖို့လိုပါတယ်။
A ကနေ B ကို Depend ဖြစ်နေဖို့လိုတယ်။ A က super key ဖြစ်နေဖို့ လိုတယ်။

student_id	subject	professor
101	Java	P.Java
101	C++	P.Cpp
102	Java	P.Java2
103	C#	P.Chash
104	Java	P.Java

ဒီ Table ကြည့်ရင်

student id 101 က Java နဲ့ C++ ကို တက်နေပါတယ်။
subject တိုင်းမှာ သင် သည့် professor နာမည်ပါပါတယ်။
Subject တစ်ခုကို သင် သည့် professor မတူတာလည်း ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။

အခု table မှာ ဆိုရင် student_id + subject က professor ကို depend ဖြစ်နေပါတယ်။

professor က subject ပေါ်မှာ depend ဖြစ်နေပါတယ်။ သို့ပေမယ့် professor က super key မဟုတ်ပါဘူး။ BCNF နဲ့ အဆင်ပြေအောင် professor ကို table ခွဲထုတ်လိုက်ပါမယ်။

Student Table

student_id	p_id
101	1
101	2

Professor Table

p_id	professor	subject
1	P.Java	Java
2	P.Cpp	C++

အခု ဆိုရင် BCNF နဲ့ ကိုက်ညီမှုရှိသွားပါပြီ။

Intermediate Table

Many To Many tables တွေ အတွက် ချိတ်ဆက်ဖို့ အတွက် intermediate table ကို အသုံးပြုပါတယ်။ ဥပမာ Students တစ်ယောက်ဟာ projects အများကြီး လုပ်ရတယ်။ Projects တစ်ခု ကို studetns အများကြီး က လုပ်ရတယ်။ အဲဒီလိုမျိုး အတွက် Intermediate Table ကို အသုံးပြုရပါတယ်။

Student Table

s_id	name
1	Aung Aung
2	Ko Zin
3	Win Win
4	Moe Moe
5	Yan Aung
6	Lin Lat

Project Table

pj_id	name
1	Project A
2	Project B

ဒီ table နှစ်ခု ကို many to many ချိတ်ဆက်ဖို့ အတွက် intermediate table လိုအပ်ပါတယ်။

+++

Stu_proj Table

id	s_id	pj_id
1	2	1
2	5	1
3	6	1
4	1	2
5	3	2
6	4	2

ဒီ Table မှာ ဆိုရင် Student 2,5,6 က Project A ကို လုပ်ပြီးတော့ Student 1,3,4 ကတော့ Project B ကို လုပ်တာ ကို ဖော်ပြထားပါတယ်။