Co wiesz o normalnych formach w bazach danych?

Formy normalne (FN) to zbiór zasad i zaleceń dotyczących projektowania struktury relacyjnej bazy danych, mających na celu minimalizację nadmiarowości danych i zapobieganie anomaliom podczas wstawiania, aktualizacji i usuwania.

Główne formy normalne:

Pierwsza forma normalna (1FN):
- Każdy atrybut (kolumna) musi zawierać wartości atomowe (niepodzielne).
- Brak powtarzających się grup atrybutów.
- Każdy wiersz musi być unikalny (obecność klucza głównego).
Druga forma normalna (2FN):
- Jest w 1FN.
- Każdy atrybut niekluczowy musi w pełni zależeć od całego klucza głównego (jeśli klucz jest złożony).
Trzecia forma normalna (3FN):
- Jest w 2FN.
- Brak zależności przejściowych atrybutów niekluczowych od klucza głównego (atrybut niekluczowy nie powinien zależeć od innego atrybutu niekluczowego).
Forma Boyce-Codda (BCNF):
- Bardziej rygorystyczna wersja 3FN.
- Każde nietriviale $X \to Y$ musi mieć $X$ jako superklucz.
Czwarta forma normalna (4FN):
- Jest w BCNF.
- Brak zależności wielowartościowych.
Piąta forma normalna (5FN):
- Jest w 4FN.
- Brak zależności łączeniowych.

Cele normalizacji:

Zmniejszenie nadmiarowości danych.
Zapobieganie anomaliom (wstawianie, aktualizacje, usuwanie).
Zapewnienie integralności danych.
Uproszczenie struktury bazy danych.

Przykład:

Tabela z nadmiarowością (nie w 1FN):

OrderID	Produkt	Cena
1	Laptop, Mysz	1000, 20
2	Klawiatura	50

Znormalizowana tabela (w 1FN i wyższych):

Tabela "Zamówienia":

OrderID
1
2

Tabela "Pozycje zamówienia":

PozycjaID	OrderID	Produkt	Cena
1	1	Laptop	1000
2	1	Mysz	20
3	2	Klawiatura	50

Normalizacja jest ważnym etapem projektowania, ale nadmierna normalizacja może prowadzić do zwiększenia liczby połączeń w zapytaniach, co może negatywnie wpłynąć na wydajność. Wybór optymalnego poziomu normalizacji zależy od konkretnych wymagań i kompromisów. Czasami stosuje się denormalizację, aby zoptymalizować wydajność w określonych scenariuszach, świadomie naruszając zasady normalnych form.