Τι είναι η κανονικοποίηση και η αποκανονικοποίηση στο πλαίσιο εργασίας με βάσεις δεδομένων;

Ο κανονισμός είναι η διαδικασία οργάνωσης των δεδομένων σε μια βάση δεδομένων για τη μείωση της πλεονασματικότητας και τη βελτίωση της ακεραιότητας των δεδομένων. Ο αποκανονισμός είναι η διαδικασία προσθήκης πλεονασματικών δεδομένων στη βάση δεδομένων για τη βελτίωση της απόδοσης των ερωτημάτων.

Κανονισμός:

• Αρχές: Απομάκρυνση επαναλαμβανόμενων ομάδων, εξαρτήσεις μεταξύ μη σχετικών χαρακτηριστικών.
• Μορφές κανονισμού (κύριες):
  • 1NF (Πρώτη κανονική μορφή): Ατομικές τιμές στις στήλες, απουσία επαναλαμβανόμενων ομάδων.
  • 2NF (Δεύτερη κανονική μορφή): Σε 1NF + απουσία μερικών εξαρτήσεων.
  • 3NF (Τρίτη κανονική μορφή): Σε 2NF + απουσία μεταβατικών εξαρτήσεων.
  • Μορφή Boyce-Codd (BCNF): Πιο αυστηρή έκδοση της 3NF.
• Πλεονεκτήματα:
  • Μείωση πλεονασματικότητας δεδομένων (εξοικονόμηση χώρου).
  • Βελτίωση της συνοχής των δεδομένων.
  • Απλοποίηση τροποποίησης δεδομένων (εισαγωγές, ενημερώσεις, διαγραφές).
• Μειονεκτήματα:
  • Αύξηση του αριθμού των πινάκων.
  • Απαιτείται η ένωση πινάκων για την απόκτηση πλήρους πληροφορίας (JOINs), κάτι που μπορεί να μειώσει την απόδοση των ερωτημάτων.

Αποκανονισμός:

• Αρχές: Συνειδητή παραβίαση των κανόνων κανονισμού για την επιτάχυνση της ανάγνωσης δεδομένων.
• Τυπικές τεχνικές:
  • Διπλασιασμός δεδομένων (π.χ., αποθήκευση του ονόματος προϊόντος στον πίνακα παραγγελιών).
  • Συνένωση πινάκων.
  • Προκαταρκικός υπολογισμός συγκεντρωτικών τιμών.
• Πλεονεκτήματα:
  • Αυξάνει την απόδοση των ερωτημάτων (ειδικά το SELECT).
  • Μειώνει τον αριθμό των JOINs.
  • Μπορεί να είναι χρήσιμο για αναφορές και συστήματα OLAP.
• Μειονεκτήματα:
  • Αύξηση πλεονασματικότητας δεδομένων (απώλεια χώρου).
  • Κίνδυνος ασυνεπειών δεδομένων.
  • Πολυπλοκότητα στην τροποποίηση δεδομένων (ανάγκη ενημέρωσης δεδομένων σε πολλά σημεία).

Η επιλογή μεταξύ κανονισμού και αποκανονισμού εξαρτάται από τις ιδιαιτερότητες της εφαρμογής, τις προτεραιότητες (ακεραιότητα δεδομένων ή απόδοση) και τη φύση των ερωτημάτων. Συνήθως, εφαρμόζεται ο κανονισμός σε συστήματα OLTP (διαδικτυακές συναλλαγές) και ο αποκανονισμός σε συστήματα OLAP (αναλυτική επεξεργασία) ή σε κρίσιμες περιοχές απόδοσης OLTP.