Glossar App Entwicklung

Datenbanknormalform

In der Datenbanktheorie bezieht sich die Datenbanknormalform auf die Regeln und Richtlinien, die angewendet werden, um das Design einer relationalen Datenbanktabelle zu optimieren. Das Hauptziel der Datenbanknormalisierung ist es, Redundanzen und Anomalien bei EinfĂŒge-, Aktualisierungs- und LöschvorgĂ€ngen zu vermeiden und so die IntegritĂ€t und Konsistenz der Daten zu gewĂ€hrleisten. Normalformen werden in aufsteigender Reihenfolge numeriert und umfassen die erste (1NF), zweite (2NF), dritte (3NF), Boyce-Codd-Normalform (BCNF), vierte (4NF) und fĂŒnfte Normalform (5NF).

Erste Normalform (1NF): Eine Tabelle ist in der ersten Normalform, wenn sie keine wiederholten Gruppen oder Arrays von Werten innerhalb einzelner Spalten aufweist. Jede Spalte sollte nur einen Wert pro Zeile enthalten, und die Werte sollten atomar sein, d. h. nicht weiter teilbar.

Zweite Normalform (2NF): Eine Tabelle ist in der zweiten Normalform, wenn sie die erste Normalform erfĂŒllt und alle ihre nichtschlĂŒsselabhĂ€ngigen Spalten vollstĂ€ndig von ihrem PrimĂ€rschlĂŒssel abhĂ€ngig sind. Das bedeutet, dass alle Spalten in der Tabelle direkt vom PrimĂ€rschlĂŒssel abhĂ€ngen und nicht von einem Teil des PrimĂ€rschlĂŒssels, falls dieser zusammengesetzt ist.

Dritte Normalform (3NF): Eine Tabelle ist in der dritten Normalform, wenn sie die zweite Normalform erfĂŒllt und keine transitiven AbhĂ€ngigkeiten zwischen NichtschlĂŒsselspalten aufweist. Das bedeutet, dass alle Spalten in der Tabelle direkt vom PrimĂ€rschlĂŒssel abhĂ€ngen und nicht von anderen NichtschlĂŒsselspalten.

Boyce-Codd-Normalform (BCNF): Eine Tabelle ist in der Boyce-Codd-Normalform, wenn sie die dritte Normalform erfĂŒllt und fĂŒr jeden Determinanten (eine Menge von Spalten, von denen andere Spalten abhĂ€ngig sind) ein KandidatenschlĂŒssel ist. Dies stellt sicher, dass es keine AbhĂ€ngigkeiten von NichtschlĂŒsselspalten zu SchlĂŒsselspalten gibt.

Vierte Normalform (4NF): Eine Tabelle ist in der vierten Normalform, wenn sie die Boyce-Codd-Normalform erfĂŒllt und keine mehrwertigen AbhĂ€ngigkeiten aufweist. Das bedeutet, dass es keine Beziehungen zwischen mehreren unabhĂ€ngigen Spalten gibt, die auf denselben SchlĂŒssel abhĂ€ngig sind.

FĂŒnfte Normalform (5NF): Eine Tabelle ist in der fĂŒnften Normalform, wenn sie die vierte Normalform erfĂŒllt und keine sogenannten "Join-Anomalien" aufweist. Das bedeutet, dass die Tabelle in kleinere Tabellen aufgeteilt werden kann, die anschließend wieder zu der ursprĂŒnglichen Tabelle gejoined werden können, ohne dass dabei redundante Informationen oder Inkonsistenzen entstehen.

Es gibt auch höhere Normalformen, wie die sechste Normalform (6NF) und die domĂ€nen-/schlĂŒssel-Normalform (DKNF), die jedoch in der Praxis seltener angewendet werden.

Die Datenbanknormalisierung bietet verschiedene Vorteile, darunter:

  • Minimierung von Redundanzen: Durch das Entfernen von doppelten Daten in Tabellen werden Speicherplatz eingespart und die Möglichkeit inkonsistenter Daten reduziert.
  • Vermeidung von Anomalien: Ein gut normalisiertes Datenbankdesign verhindert Anomalien bei EinfĂŒge-, Aktualisierungs- und LöschvorgĂ€ngen, die zu inkonsistenten oder unvollstĂ€ndigen Daten fĂŒhren können.
  • Vereinfachung der DatenintegritĂ€t: Durch das Festlegen von AbhĂ€ngigkeiten zwischen Tabellen wird sichergestellt, dass die DatenintegritĂ€t bei Änderungen an den Daten gewahrt bleibt.
  • Verbesserung der Abfrageleistung: Normalisierte Datenbanken können oft effizienter abgefragt werden, da weniger redundante Daten verarbeitet werden mĂŒssen und die Abfragen auf einfacheren Tabellenstrukturen basieren.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass eine ĂŒbermĂ€ĂŸige Normalisierung in einigen FĂ€llen die Leistung beeintrĂ€chtigen kann, insbesondere bei komplexen JOIN-Operationen. Daher ist es notwendig, ein ausgewogenes Datenbankdesign zu entwickeln, das die Vorteile der Normalisierung nutzt und gleichzeitig die Anforderungen an die Leistung und FlexibilitĂ€t der Datenbank erfĂŒllt.