Нормализация баз данных

находится в некоторой нормальной форме, если удовлетворяет свойственному ей набору

ограничений. Примером набора ограничений является ограничение первой нормальной формы - значения всех атрибутов отношения атомарны. Поскольку требование первой нормальной формы является базовым требованием классической реляционной модели данных, мы будем считать, что исходный набор отношений уже соответствует этому требованию.

отношений. Исходной точкой является представление предметной области в виде одного

или нескольких отношений, и на каждом шаге проектирования производится некоторый набор схем отношений, обладающих лучшими свойствами. Процесс проектирования представляет собой процесс нормализации схем отношений, причем каждая следующая нормальная форма обладает свойствами лучшими, чем предыдущая.

нормальных форм:
первая нормальная форма (1NF);
вторая нормальная форма (2NF);

третья нормальная форма (3NF);
нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF);
четвертая нормальная форма (4NF);
пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF).

Нормализация таблиц базы данных - первый шаг на пути проектирования структуры реляционной базы данных.
База данных считается нормализованной, если ее таблицы представлены как минимум в третьей нормальной форме. Часто многие таблицы нормализуются до четвертой нормальной формы, иногда, наоборот, производится денормализация.
Главная цель нормализации базы данных - устранение избыточности и дублирования информации. В идеале при нормализации надо добиться, чтобы любое значение хранилось в базе в одном экземпляре, причем значение это не должно быть получено расчетным путем из других данных, хранящихся в базе.

вводить таким образом, её необходимо преобразовать

данными и таблица может быть помещена в БД

у него нет детей, а эта информация входит в состав

ключа

базы может быть произведено не полностью, и в базе данных

окажется противоречивая информация.

удалением Саши, ребенка Иванова, мы удалили и информацию о самом

Иванове.

фундаментальном в теории реляционных баз данных понятии функциональной зависимости. Для

дальнейшего изложения потребуются несколько определений.
Определение 1. Функциональная зависимость
В отношении R атрибут Y функционально зависит от атрибута X (X и Y могут быть составными) в том и только в том случае, если каждому значению X соответствует в точности одно значение Y:
R.X --> R.Y.
Определение 2. Полная функциональная зависимость
Функциональная зависимость R.X --> R.Y называется полной, если атрибут Y не зависит функционально от любого точного подмножества X.

R.Y называется транзитивной, если существует такой атрибут Z, что имеются

функциональные зависимости R.X --> R.Z и R.Z --> R.Y и отсутствует функциональная зависимость R.Z --> R.X. (При отсутствии последнего требования мы имели бы "неинтересные" транзитивные зависимости в любом отношении, обладающем несколькими ключами.)
Определение 4. Неключевой атрибут
Неключевым атрибутом называется любой атрибут отношения, не входящий в состав первичного ключа.
Определение 5. Взаимно независимые атрибуты
Два или более атрибута взаимно независимы, если ни один из этих атрибутов не является функционально зависимым от других.

(2NF) в том и только в том случае, когда оно

находится в 1NF, и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от ключа R.

Изменения требуется синхронно внести в две строки, следовательно, существует аномалия

модификаций.
Пусть есть кабинет, который ещё не занят, тогда невозможно (без сотрудника) внести информацию о телефоне в этом кабинете. Следовательно, существует аномалия вставки
Существует аномалия удаления (если в кабинете капитальный ремонт, то необходимо убрать сотрудников, следовательно, теряются данные о телефоне).

не зависит от ключа (точнее, зависит от ключа транзитивно, через

№ кабинета). В отношении существует зависимость между неключевыми атрибутами.

(3NF) в том и только в том случае, если находится

во 2NF, и каждый неключевой атрибут не является транзитивно зависимым от какого-либо ключа R.
На практике третья нормальная форма схем отношений достаточна в большинстве случаев, и приведением к третьей нормальной форме процесс проектирования реляционной базы данных обычно заканчивается.

лучше предыдущей;
при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих

нормальных свойств сохраняются.

происходит устранение или серьезное сокращение избыточности, дублирования данных):

1. Аномалии вставки
2. Аномалии удаления
3. Аномалия обновления
Значительно сокращается вероятность появления противоречивых данных.
Облегчается администрирование базы и обновление информации в ней, сокращается объем занятого базой дискового пространства.

очень сложные запросы, которые к тому же, бывает, работают довольно

медленно - из-за, главным образом, большого количества соединений таблиц. Поэтому, чтобы увеличить скорость выборки данных и упростить программирование запросов, нередко приходится идти на выборочную денормализацию базы.