Normalization: Fifth Normal Form

Fifth Normal Form (5NF)

Fifth Normal Form (5NF) ကို Project-Join Normal Form (PJ/NF) လို့လည်း ခေါ်ပြီး Database Normalization ရဲ့ အမြင့်ဆုံးအဆင့်ဖြစ်ပါတယ်။ 5NF ရဲ့ အဓိကရည်ရွယ်ချက်ကတော့ Join Dependency လို့ခေါ်တဲ့ data redundancy အမျိုးအစားကို ဖြေရှင်းဖို့ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီ dependency ဟာ အလွန်ရှုပ်ထွေးတဲ့ business logic တွေရှိတဲ့ Database တွေမှာသာ တွေ့ရလေ့ရှိတဲ့အတွက် လက်တွေ့မှာ ဒီအခြေအနေကို ကြုံရခဲပါတယ်။

Join Dependency

Relation (Table) ကြီးတစ်ခုကို သေးငယ်တဲ့ Table တွေအဖြစ် ခွဲထုတ်လိုက်ပြီး အဲဒီ ခွဲထုတ်လိုက်တဲ့ Table အားလုံးကို ပြန် Join လုပ်မှသာ မူလ table ကို data အမှားအယွင်းမရှိဘဲ ပြန်လည်တည်ဆောက်နိုင်တယ်ဆိုရင် အဲဒီ table မှာ Join Dependency ရှိတယ်လို့ခေါ်ပါတယ်။

R = JOIN(R₁, R₂, …, Rn)

Join Dependency ဥပမာ -

Ann, Bob, နှင့် Chloe ဆိုတဲ့ အခန်းဖော်သုံးယောက်မှာ အိမ်မှုကိစ္စလုပ်ဖို့ စည်းမျဉ်းတွေ ရှိတယ်ဆိုပါစို့။

စည်းမျဉ်းများ -

• ဘယ်အခန်းဖော် (Roommate) က ဘယ်အိမ်မှုကိစ္စ (Chore) ကို ကျွမ်းကျင်လဲဆိုတဲ့ list တစ်ခုရှိတယ်။
• ဘယ်အိမ်မှုကိစ္စ (Chore) ကို ဘယ်နေ့ (Day) မှာ လုပ်ရမယ်ဆိုတဲ့ list တစ်ခုရှိတယ်။
• ဘယ်အခန်းဖော် (Roommate) က ဘယ်နေ့ (Day) မှာ အားလဲဆိုတဲ့ list တစ်ခုရှိတယ်။

မှန်ကန်တဲ့ assignment တစ်ခုဖြစ်ဖို့အတွက် ဒီစည်းမျဉ်းသုံးခုလုံးနှင့် ကိုက်ညီဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။

---

ရက်သတ္တပတ်အတွက် ဘယ်သူက ဘယ်နေ့မှာ အားပြီး ဘာတာဝန်ကျလဲဆိုတာ သိဖို့အတွက် assignment table ကိုပေါင်းစပ်ကြည့်ပါမယ်။

Assignments Table

Roommate	Chore	Day
Ann	Cooking	Monday
Bob	Cleaning	Tuesday
Chloe	Shopping	Monday

ဒီ table ဟာ Roommate, Chore, Day ဆိုတဲ့ သုံးခုကြားမှာ Three-Way Relationship ရှိနေပါတယ်။

ဒီစည်းမျဉ်းသုံးခုကို သီးခြား Table သုံးခုနှင့် ဖော်ပြနိုင်ပါတယ်။

1. Roommate-Chore Pairs

Roommate	Chore
Ann	Cooking
Bob	Cleaning
Chloe	Shopping

2. Chore-Day Pairs

Chore	Day
Cooking	Monday
Cleaning	Tuesday
Shopping	Monday

3. Roommate-Day Pairs

Roommate	Day
Ann	Monday
Bob	Tuesday
Chloe	Monday

မူရင်း Assignments Table ကို မှန်မှန်ကန်ကန်ပြန်ရဖို့အတွက်ဆိုရင် အပေါ်က Table သုံးခုလုံးကို Join လုပ်ဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။

ဘာကြောင့်လဲ။

တချို့ကို ချန်လှပ်ပြီး Join လုပ်လိုက်ရင် မမှန်ကန်တဲ့ data တွေ ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်ပါတယ်။

ဥပမာ - အချက်အလက်အသစ်တစ်ခု ထပ်ထည့်လိုက်ပါမယ်။ Ann ဟာ ဈေးဝယ်ရာမှာလည်း ကျွမ်းကျင်တယ်။

Roommate-Chore Table အသစ် -

Roommate	Chore
Ann	Cooking
Ann	Shopping
Bob	Cleaning
Chloe	Shopping

အခု Table နှစ်ခုတည်းကိုပဲ Join လုပ်ကြည့်ရအောင် (Roommate-Chore JOIN Roommate-Day) -

Roommate	Chore	Day
Ann	Cooking	Monday
Ann	Shopping	Monday
Bob	Cleaning	Tuesday
Chloe	Shopping	Monday

ဒီလို Table နှစ်ခုတည်း Join လိုက်တာက (Ann, Shopping, Monday) ဆိုတဲ့ Spurious tuple (row အတု) တစ်ခုကို ဖန်တီးလိုက်ပါတယ်။ ဒီ row အတုက Ann ဟာ တနင်္လာနေ့မှာ ဈေးဝယ်တယ်လို့ ဖော်ပြနေပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ မူလ Assignments Table မှာ ဒီ row မပါဝင်ပါဘူး။

ဒါကြောင့် မှန်ကန်တဲ့ Assignments Table ကို row အတုတွေမပါဘဲ မူလအတိုင်း မှန်မှန်ကန်ကန်ပြန်လည်တည်ဆောက်ဖို့အတွက် Table အားလုံးကို Join လုပ်ဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။

(Roommate_Chore ⨝ Chore_Day ⨝ Roommate_Day)

ဒါကို Assignments Table မှာ Join dependency ရှိတယ််လို့ခေါ်ပါတယ်။

Trivial နှင့် Non-Trivial Join Dependency

Trivial Join Dependency - relation (R) ကနေ ခွဲထုတ်လိုက်တဲ့ relation(R₁, R₂, …, Rn) အသေးလေးတွေထဲမှာ relation (R) ကိုယ်တိုင်ပါဝင်နေရင် Trivial ဖြစ်ပါတယ်။

ဥပမာ - မူလ table relation (R) မှာ columns {"A", "B", "C"} ရှိတယ်ဆိုပါစို့။

JD({"A", "B"}, {"A", "B", "C"}) (trivial)

Non-Trivial Join Dependency - ခွဲထုတ်လိုက်တဲ့ table တွေအားလုံးက မူလ table ထက် ပိုသေးငယ်နေပြီး အဲဒီ table အားလုံးကို ပြန် join မှ မူလ table ကို ပြန်ရရင် ဒါဟာ Non-Trivial ဖြစ်ပါတယ်။ 5NF က ဒီ Non-Trivial Join Dependency တွေကိုပဲ ဖြေရှင်းတာဖြစ်ပါတယ်။

ဥပမာ -

JD({"A", "B"}, {"B", "C"}, {"A", "C"}) (non-trivial)

Join Dependency ကိုဘယ်လိုရှာမလဲ။

Join dependency ကို ရှာဖွေဖော်ထုတ်တာက တိကျတဲ့ ဖော်မြူလာမရှိပါဘူး။ data နောက်ကွယ်က business rules ကို နားလည်ဖို့နှင့် relationship တွေကို နားလည်ဖို့က ပိုအရေးကြီးပါတယ်။

Fifth Normal Form (5NF)

5NF ဖြစ်ဖို့ဆိုရင် -

1. Table က 4NF ဖြစ်ပြီးသားဖြစ်ရပါမယ်။
2. Table ထဲမှာရှိတဲ့ Non-trivial join dependency အားလုံးကို ဖယ်ရှားရပါမယ်။

ဆိုလိုတာက -

table တစ်ခုဟာ 5NF မှာရှိတယ်ဆိုရင် ထပ်ပြီး ပိုသေးငယ်တဲ့ related table တွေကို data loss မဖြစ်စေပဲ ခွဲမထုတ်နိုင်တော့ပါဘူး။

5NF ဥပမာ -

SalePersons, Companies နှင့် Products table ကိုကြည့်ရအောင်။

Business Rules:

• Sale person တစ်ယောက်က company တစ်ခုအတွက် အလုပ်လုပ်တယ်။
• အဲဒီ company က product တစ်ခုကို ထုတ်လုပ်တယ်ဆိုရင်
• အဲဒီ sale person က အဲဲဒီ product ကိုရောင်းရပါမယ်။

SalePersons_Assignments Table

SalePerson	Company	Product
Smith	MegaCorp	Laptops
Smith	MegaCorp	Phones
Bob	TechInc	Laptops
Smith	TechInc	Laptops

ဒီ table က အဆင်ပြေပုံပေါ်ပေမယ့် မမြင်ရတဲ့ redundancy ရှိနေပါတယ်။ Smith က Laptops ကိုရောင်းတယ် ဆိုတဲ့ အချက်က ထပ်ခါတလဲလဲပါနေပါတယ်။ business rules အရ

နောက်ဆုံး row ကိုကြည့်မယ်ဆိုရင် - (Smith, TechInc, Laptops)

• Smith က TechInc အတွက် အလုပ်လုပ်တယ်။
• TechInc က Laptops ထုတ်လုပ်တယ်။
• Smith က Laptops ကိုရောင်းတယ်။

ပထမဆုံး row ကိုကြည့်မယ်ဆိုရင် - (Smith, MegaCorp, Laptops)

• Smith က MegaCorp အတွက် အလုပ်လုပ်တယ်။
• MegaCorp က Laptops ထုတ်လုပ်တယ်။
• Smith က Laptops ကိုရောင်းတယ်။ (redundent fact)

Smith က Laptops ကိုရောင်းတယ်။ ဆိုတဲ့ အချက်အလက်ဟာ သူအလုပ်လုပ်တဲ့ Laptop ထုတ်တဲ့ ကုမ္ပဏီတိုင်းအတွက် အကြိမ်ကြိမ် မှတ်တမ်းတင်ထားရပါတယ်။ ဒါက update anomalies ကို ဖြစ်စေပါတယ်။ ဥပမာ- Smith က Laptops တွေ လုံးဝ မရောင်းတော့ဘူးလို့ ဆုံးဖြတ်လိုက်ရင် Smith နှင့် Laptops အတွဲပါတဲ့ row တိုင်းကို လိုက်ရှာပြီး ဖျက်ပစ်ရမှာ ဖြစ်တဲ့အတွက် အမှားအယွင်း ဖြစ်နိုင်ခြေများပါတယ်။

အဲဒီပြဿနာကို 5NF က ဖြေရှင်းပေးတာဖြစ်ပါတယ်။

ဒီ table မှာ Join dependency က *((Salesperson, Company), (Company, Product), (Salesperson, Product)) ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါဆိုရင် Join dependency ရှိနေတဲ့ မူရင်း table ကို table အသေးစား သုံးခုအဖြစ်ခွဲထုတ်ပါမယ်။

Fifth Normal Form (5NF) သို့ ပြောင်းလဲခြင်း။

Table 1: Salesperson_Company

SalePerson	Company
Smith	MegaCorp
Bob	TechInc
Smith	TechInc

Table 2: Company_Product

Company	Product
MegaCorp	Laptops
MegaCorp	Phones
TechInc	Laptops

Table 3: SalePerson_Product

SalePerson	Product
Smith	Laptops
Smith	Phones
Bob	Laptops

ဘယ် saleperson က ဘယ် company အတွက် ဘယ် product ကိုရောင်းလဲဆိုတာကို သိဖို့အတွက် table သုံးခုလုံးကို ပြန် join ရပါမယ်။ ဒါဆိုရင်တော့ join redundancy ရှိတဲ့ table မရှိတော့ပဲ ဒီ design ဟာ 5NF စည်းမျဉ်းနှင့် ကိုက်ညီသွားပါပြီ။

အနှစ်ချုပ်

Join Dependency ဆိုတာက

Table တစ်ခုကို အသေးစား Table တွေအဖြစ် ခွဲထုတ်နိုင်ပြီး
အဲ့ဒီအသေးစား Table တွေအားလုံးကို Join လုပ်မှသာ မူရင်း Table ကို ပြန်ရနိုင်မယ်။

5NF Lossless Decomposition

• 5NF ဆိုတာကတော့ ဒီလို Join Dependency တွေကို ဖယ်ရှားဖို့ Table တွေကို အခြေခံအကျဆုံး အစိတ်အပိုင်းတွေအဖြစ် ခွဲထုတ်တဲ့ လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်ပါတယ်။

လက်တွေ့မှာ 3NF သို့မဟုတ် BCNF အထိ ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်ခြင်းက အရည်အသွေးမြင့် Database တစ်ခုအတွက် လုံလောက်လေ့ရှိပါတယ်။

Normal Form အနှစ်ချုပ်

Normal Form	ဖြေရှင်းရတဲ့ Dependency
1NF	Atomic values only
2NF	Partial dependency
3NF	Transitive dependency
BCNF	Superkey(candidate)-only determinant
4NF	Multivalued dependency
5NF	Join dependency