Τι γνωρίζετε για τις κανονικές μορφές στις βάσεις δεδομένων;

Οι κανονικές μορφές (ΚΜ) είναι ένα σύνολο κανόνων και συστάσεων για το σχεδιασμό της δομής μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων, με στόχο τη μείωση της πλεονασματικότητας των δεδομένων και την πρόληψη ανωμαλιών κατά την εισαγωγή, ενημέρωση και διαγραφή.

Οι κύριες κανονικές μορφές:

• Πρώτη κανονική μορφή (1NF):

  • Κάθε χαρακτηριστικό (στήλη) πρέπει να περιέχει ατομικές (αδιαίρετες) τιμές.
  • Απαλλαγή από επαναλαμβανόμενες ομάδες χαρακτηριστικών.
  • Κάθε γραμμή πρέπει να είναι μοναδική (υπάρχει πρωτεύων κλειδί).

• Δεύτερη κανονική μορφή (2NF):

  • Βρίσκεται σε 1NF.
  • Κάθε μη-κλειδί χαρακτηριστικό πρέπει να εξαρτάται πλήρως από ολόκληρο το πρωτεύον κλειδί (σε περίπτωση σύνθετου κλειδιού).

• Τρίτη κανονική μορφή (3NF):

  • Βρίσκεται σε 2NF.
  • Απαλλαγή από μεταβατικές εξαρτήσεις μη-κλειδιών χαρακτηριστικών από το πρωτεύον κλειδί (ένα μη-κλειδί χαρακτηριστικό δεν πρέπει να εξαρτάται από άλλο μη-κλειδί χαρακτηριστικό).

• Μορφή Boyce-Codd (BCNF):

  • Πιο αυστηρή έκδοση της 3NF.
  • Κάθε μη-trivial $X \to Y$ εξάρτηση πρέπει να έχει το $X$ ως υπερκλειδί.

• Τέταρτη κανονική μορφή (4NF):

  • Βρίσκεται σε BCNF.
  • Απαλλαγή από πολυτιμικές εξαρτήσεις.

• Πέμπτη κανονική μορφή (5NF):

  • Βρίσκεται σε 4NF.
  • Απαλλαγή από εξαρτήσεις σύνδεσης.

Στόχοι της κανονικοποίησης:

• Μείωση της πλεονασματικότητας των δεδομένων.
• Πρόληψη ανωμαλιών (εισαγωγές, ενημερώσεις, διαγραφές).
• Εξασφάλιση ακεραιότητας δεδομένων.
• Απλοποίηση της δομής της βάσης δεδομένων.

Παραδείγματα:

Πίνακας με πλεονασμό (όχι σε 1NF):

OrderID	Προϊόν	Τιμή
1	Φορητός υπολογιστής, Ποντίκι	1000, 20
2	Πληκτρολόγιο	50

Κανονικοποιημένος πίνακας (σε 1NF και άνω):

Πίνακας "Παραγγελίες":

OrderID
1
2

Πίνακας "Γραμμές παραγγελίας":

LineID	OrderID	Προϊόν	Τιμή
1	1	Φορητός υπολογιστής	1000
2	1	Ποντίκι	20
3	2	Πληκτρολόγιο	50

Ο κανονισμός είναι ένα σημαντικό στάδιο στο σχεδιασμό, αλλά η υπερβολική κανονικοποίηση μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση των ενώσεων κατά τα ερωτήματα, κάτι που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση. Η επιλογή του βέλτιστου επιπέδου κανονικοποίησης εξαρτάται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις και συμβιβασμούς. Μερικές φορές, η αποκατάσταση χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης σε ορισμένα σενάρια, παραβιάζοντας συνειδητά τους κανόνες των κανονικών μορφών.