Какво е нормализиране и денормализиране в контекста на работа с бази данни?

Нормализацията е процес на организиране на данните в база данни с цел намаляване на излишъка и подобряване на цялостността на данните. Денормализацията е процес на добавяне на излишни данни в базата данни за подобряване на производителността на заявките.

Нормализация:

• Принципи: Премахване на повтарящи се групи, зависимости между несвързани атрибути.
• Формите на нормализация (основни):
  • 1NF (Първа нормална форма): Атомарни стойности в колоните, липса на повтарящи се групи.
  • 2NF (Втора нормална форма): В 1NF + липса на частични зависимости.
  • 3NF (Трета нормална форма): В 2NF + липса на транзитивни зависимости.
  • Бойс-Кодд нормална форма (BCNF): По-строга версия на 3NF.
• Предимства:
  • Намаляване на излишъка от данни (спестяване на място).
  • Подобряване на съгласуваността на данните.
  • Улесняване на модификацията на данните (вмъкване, актуализиране, изтриване).
• Недостатъци:
  • Увеличаване на броя на таблиците.
  • Необходимост от обединяване на таблиците за получаване на пълна информация (JOIN-ове), което може да намали производителността на заявките.

Денормализация:

• Принципи: Умишлено нарушение на правилата за нормализация за ускоряване на четенето на данни.
• Типични техники:
  • Дублиране на данни (например, съхраняване на името на продукта в таблицата с поръчки).
  • Обединяване на таблици.
  • Предварително изчисляване на агрегирани стойности.
• Предимства:
  • Увеличава производителността на заявките (особено SELECT).
  • Намалява броя на JOIN-овете.
  • Може да бъде полезна за отчети и OLAP системи.
• Недостатъци:
  • Увеличаване на излишъка от данни (загуба на място).
  • Риск от несъответствие на данните.
  • Усложняване на модификациите на данните (необходимост от актуализиране на данните на няколко места).

Изборът между нормализация и денормализация зависи от спецификата на приложението, приоритетите (цялостност на данните или производителност) и характера на заявките. Обикновено нормализацията се прилага за OLTP системи (онлайн транзакции), а денормализацията — за OLAP системи (аналитична обработка) или в критични области с висока производителност на OLTP.