Что такое нормализация БД SQL и зачем она нужна?

Что такое нормализация БД SQL?

Нормализация в базе данных SQL - это процесс проектирования базы данных для устранения избыточности данных и повышения эффективности хранения и обработки данных.

Во время нормализации БД SQL, данные организуются в отдельные таблицы и устанавливаются отношения между этими таблицами. Это помогает устранить повторяющуюся информацию и обеспечивает целостность данных.

Далее приведены три основных нормальных формы, которые обычно используются в процессе нормализации:

• Первая нормальная форма (1NF): Запрещает повторение строк в таблице и требует, чтобы каждая ячейка содержала только одно значение.
• Вторая нормальная форма (2NF): Устанавливает связь между первичным ключом и другими атрибутами таблицы, чтобы избежать аномалий обновления и удаления данных.
• Третья нормальная форма (3NF): Устраняет транзитивную зависимость между атрибутами таблицы, чтобы избежать избыточности данных и обеспечить согласованность данных.

Пример кода SQL:

CREATE TABLE Students (
    StudentID INT PRIMARY KEY,
    FirstName VARCHAR(50),
    LastName VARCHAR(50),
    DepartmentID INT,
    FOREIGN KEY (DepartmentID) REFERENCES Departments(DepartmentID)
);

CREATE TABLE Departments (
    DepartmentID INT PRIMARY KEY,
    DepartmentName VARCHAR(50)
);

В этом примере таблицы "Студенты" и "Отделы" связываются по полю "DepartmentID", что устанавливает отношение между ними.

Привет! В этой статье мы рассмотрим вопрос "что такое нормализация БД SQL" и попытаемся в полной мере ответить на него. В ходе объяснения мы будем использовать примеры кода, чтобы помочь тебе лучше понять эту концепцию.

За последние несколько десятилетий Базы Данных (БД) стали неотъемлемой частью программного обеспечения. БД представляют собой организованный совокупностью данных набор информации. Нормализация БД в SQL является методом организации данных в БД для обеспечения эффективности и минимизации избыточности.

Что такое нормализация БД?

Нормализация БД - это процесс разделения таблиц БД на логически связанные части, чтобы устранить избыточность информации и обеспечить эффективность запросов. Когда БД нормализуется, данные разделяются на несколько таблиц, где каждая таблица содержит только уникальные и связанные данные.

Нормализация, как правило, состоит из нескольких нормальных форм (НФ), каждая из которых имеет свои правила и требования. Давайте рассмотрим первые три нормальные формы (1НФ, 2НФ и 3НФ), которые являются наиболее распространенными.

1НФ (Первая нормальная форма)

Первая нормальная форма - это наименьший уровень нормализации, который должен соблюдаться для того, чтобы БД была нормализованной. Она предписывает, чтобы каждое поле в таблице содержало только одно значение и не было повторений.

Для примера, представим таблицу "Студенты", содержащую поля "Имя", "Фамилия" и "Телефонный номер". Если таблица не находится в 1НФ, то между записями могут содержаться повторяющиеся данные, например, если студент имеет несколько номеров телефона. Для приведения таблицы в 1НФ, следует создать новую таблицу "Номера телефонов" в формате "Студент ID" и "Номер телефона".

CREATE TABLE Students (
    StudentID INT PRIMARY KEY,
    FirstName VARCHAR(50),
    LastName VARCHAR(50)
);

CREATE TABLE PhoneNumbers (
    StudentID INT,
    PhoneNumber VARCHAR(15)
);
    

2НФ (Вторая нормальная форма)

Вторая нормальная форма - это нормальная форма, которая следует после 1НФ. Она требует, чтобы каждое поле в таблице было полностью зависимым от первичного ключа. Если поле частично зависит от ключа, оно должно быть помещено в отдельную таблицу.

Допустим, у нас есть таблица "Заказы", содержащая поля "Заказ ID", "Товар ID", "Название товара" и "Цена". Если мы хотим достичь 2НФ, то следует создать две таблицы: "Заказы" и "Товары". В таблице "Заказы" будет содержаться только ключевая информация о заказе, а в таблице "Товары" будет храниться информация о товаре, включая его ID, название и цену.

CREATE TABLE Orders (
    OrderID INT PRIMARY KEY,
    CustomerID INT,
    OrderDate DATE
);

CREATE TABLE Products (
    ProductID INT PRIMARY KEY,
    ProductName VARCHAR(100),
    Price DECIMAL(10, 2)
);
    

3НФ (Третья нормальная форма)

Третья нормальная форма - это нормальная форма, которая следует после 2НФ. Она требует, чтобы независимые неключевые атрибуты были полностью зависимыми от первичного ключа, а не от других зависимых атрибутов.

Допустим, у нас есть таблица "Заказы", содержащая поля "Заказ ID", "Название товара", "Категория товара" и "Цена". В этом случае поле "Категория товара" зависит только от названия товара и не имеет отношения к первичному ключу. Чтобы достичь 3НФ, следует создать новую таблицу "Товары" и вынести поле "Категория товара" в отдельную таблицу.

CREATE TABLE Orders (
    OrderID INT PRIMARY KEY,
    ProductID INT,
    OrderDate DATE
);

CREATE TABLE Products (
    ProductID INT PRIMARY KEY,
    ProductName VARCHAR(100)
);

CREATE TABLE Categories (
    CategoryID INT PRIMARY KEY,
    CategoryName VARCHAR(50)
);
    

Заключение

Нормализация БД в SQL - это важный процесс, который помогает улучшить эффективность запросов и минимизировать избыточность данных. В этой статье мы рассмотрели первые три нормальные формы: 1НФ, 2НФ и 3НФ.

1НФ требует, чтобы каждое поле в таблице содержало только одно значение и не было повторений. 2НФ требует полной зависимости каждого поля от первичного ключа. 3НФ требует полной зависимости независимых неключевых атрибутов от первичного ключа.

Надеюсь, эта статья помогла тебе в полной мере понять, что такое нормализация БД SQL и как она может быть использована для улучшения структуры и эффективности БД. Успехов в изучении!