Что вы знаете о нормальных формах в базах данных?

Нормальные формы (НФ) – это набор правил и рекомендаций для проектирования структуры реляционной базы данных, направленных на минимизацию избыточности данных и предотвращение аномалий при вставке, обновлении и удалении.

Основные нормальные формы:

• Первая нормальная форма (1НФ):

  • Каждый атрибут (столбец) должен содержать атомарные (неделимые) значения.
  • Отсутствие повторяющихся групп атрибутов.
  • Каждая строка должна быть уникальной (наличие первичного ключа).

• Вторая нормальная форма (2НФ):

  • Находится в 1НФ.
  • Каждый неключевой атрибут должен полностью функционально зависеть от всего первичного ключа (если первичный ключ составной).

• Третья нормальная форма (3НФ):

  • Находится в 2НФ.
  • Отсутствие транзитивных зависимостей неключевых атрибутов от первичного ключа (неключевой атрибут не должен зависеть от другого неключевого атрибута).

• Форма Бойса-Кодда (ФБК/BCNF):

  • Более строгая версия 3НФ.
  • Каждая нетривиальная зависимость X \to Y должна иметь X как суперключ.

• Четвертая нормальная форма (4НФ):

  • Находится в ФБК.
  • Отсутствие многозначных зависимостей.

• Пятая нормальная форма (5НФ):

  • Находится в 4НФ.
  • Отсутствие зависимостей соединения.

Цели нормализации:

• Уменьшение избыточности данных.
• Предотвращение аномалий (вставки, обновления, удаления).
• Обеспечение целостности данных.
• Упрощение структуры базы данных.

Пример:

Таблица с избыточностью (не в 1НФ):

Нормализованная таблица (в 1НФ и выше):

Таблица "Заказы":

Таблица "Позиции заказа":

Нормализация – важный этап проектирования, но чрезмерная нормализация может привести к увеличению количества соединений при запросах, что может негативно сказаться на производительности. Выбор оптимального уровня нормализации зависит от конкретных требований и компромиссов. Денормализация иногда используется для оптимизации производительности в определенных сценариях, осознанно нарушая правила нормальных форм.