Normalizacja w bazie danych – czym jest?
W tym artykule dowiesz się:
- Dlaczego normalizacja danych to podstawa przy bazach firmowych
- Na czym polega normalizacja danych
- Na czym polega koncepcja form normalnych i stopni normalizacji w bazach danych
- Czym jest redundacja danych i jak jej uniknąć
W dzisiejszym świecie dane i ich poprawna obróbka w celach analizy to klucz do biznesowego sukcesu. Jeśli korzystamy z bazy danych (lub kilku baz), która jest ogromna, a jednocześnie dane w niej przechowywane są słabej jakości, zduplikowane, rozproszone i niespójne – to prosta droga do podejmowania błędnych decyzji biznesowych i kłopotów w firmie. Jak zaradzić takiej sytuacji? Odpowiedzią jest normalizacja w bazie danych.
Co to jest normalizacja danych i dlaczego jest istotna w bazach danych?
Normalizacja w bazie danych jest bardzo istotnym procesem, który, poprawnie przeprowadzony, zaoszczędzi czas, zminimalizuje ryzyko błędów i podjęcia decyzji na podstawie złej jakości bieżących danych.
Jest to proces polegający na organizacji danych w bazie, aby zwiększyć ich spójność, integralność i elastyczność, jednocześnie poprawiając bezpieczeństwo i wydajność całej bazy. Obróbka danych umożliwia ich dalsze porównywanie i analizę dzięki stworzeniu konkretnych tabel według kluczy i ustawieniu relacji między nimi. Normalizacja redukuje redundancję (nadmiarowość) danych w bazie danych, ponieważ na przestrzeni jednej bazy duplikowanie informacji powoduje chaos i nieporządek. Dzięki normalizacji dane są uporządkowane i o wiele łatwiej nimi zarządzać.
Cele i zalety normalizacji w kontekście efektywnego przechowywania danych
Normalizacja jest niezbędnym procesem w zarządzaniu bazami danych. Jej celem jest wyeliminowanie nadmiarowości danych i zapewnienie spójności bazy, co przekłada się na niezawodność bieżących danych. Dzięki temu:
- wydajność bazy jest ulepszona,
- zapytania działają szybciej,
- pamięć jest wykorzystywana bardziej efektywnie,
- konserwacja i aktualizacje bazy są ułatwione,
- ryzyko wystąpienia błędów i anomalii jest zminimalizowane,
- zmiany są bezproblemowo propagowane w całej bazie danych.
Te zmiany i usprawnienia prowadzą do lepszej jakości zarządzania danymi w firmie, co z kolei powoduje, że analizy i raporty oraz podejmowane na ich podstawie decyzje biznesowe również są o wiele bardziej pewne.
Koncepcja form normalnych i stopni normalizacji w bazach danych
Formy albo formularze normalne to inaczej reguły normalizacji bazy danych. Mamy kilka ich stopni, zwykle stosuje się pierwsze trzy, czyli „trzecia normalna forma” jest najwyższym niezbędnym poziomem dla większości systemów i aplikacji. Czwarta i piąta forma również istnieją, ale używa się ich zdecydowanie rzadziej. Każdy kolejny stopień dotyczy konkretnych reguł i „buduje” na podstawie poprzednich.
Stopnie formularzy normalnych w bazach danych:
- Pierwsza postać normalna (1NF) zapewnia, że każda kolumna w tabeli zawiera niepodzielne wartości i że każdy wpis jest unikalny.
- Druga postać normalna (2NF) opiera się na 1NF, eliminując częściowe zależności i zakładając, że każda kolumna tabeli zależy od klucza głównego.
- Trzecia postać normalna (3NF) idzie o krok dalej, spełniając 2NF i usuwając zależności przechodnie, zapewniając, że atrybuty niekluczowe są zależne tylko od klucza głównego.
Przykłady zastosowania normalizacji w projektowaniu struktury baz danych
Proces projektowania bazy danych powinien uwzględniać normalizację od samego początku. Istnieje do tego sporo narzędzi i metod, na przykład SZBD – Systemy Zarządzania Bazami Danych jak MySQL czy PostgreSQL, które dysponują już wbudowanymi funkcjami pozwalającymi na łatwą normalizację w relacyjnych bazach danych.
Poniżej przedstawiamy przykłady przed i po normalizacji różnych tabeli w celu eliminacji redundancji danych oraz poprawy ich integralności.
Eliminacja redundancji danych:
- Przed normalizacją: powtarzające się dane klientów w tabeli z zamówieniami. W przypadku zmiany adresu czy nazwiska będziemy musieli korygować kilka(naście/dziesiąt) wpisów, ale normalizacja pomoże nam zaoszczędzić czas i zminimalizować ryzyko błędów.
| ZamówienieID | NazwiskoKlienta | AdresKlienta | NazwaProduktu | Ilość |
| 1 | Jan Nowak | Ul. Przykładowa 1 | Laptop | 1 |
| 2 | Anna Kowalska | Ul. Przykładowa 2 | Telefon | 2 |
| 3 | Jan Nowak | Ul. Przykładowa 1 | Myszka | 1 |
- Po normalizacji: mamy dwie tabele. W przypadku zmian wystarczy, że zmodyfikujemy tylko jeden wpis w tabeli z klientami.
Tabela Klienci:
| KlientID | NazwiskoKlienta | AdresKlienta |
| 1 | Jan Nowak | Ul. Przykładowa 1 |
| 2 | Anna Kowalska | Ul. Przykładowa 2 |
Tabela Zamówienia:
| ZamówienieID | KlientID | NazwaProduktu | Ilość |
| 1 | 1 | Laptop | 1 |
| 2 | 2 | Telefon | 2 |
| 3 | 1 | Myszka | 1 |
Poprawa integralności danych:
- Przed normalizacją: tabela wiążąca książki z ich autorami w bibliotece. Za pomocą normalizacji chcemy uniknąć błędów takich jak przypisanie nieistniejącego autora/błędnego nazwiska do książki.
| KsiążkaID | TytułKsiążki | NazwiskoAutora |
| 1 | Władca Pierścieni | J.R.R. Tolkien |
| 2 | Hobbit | J.R.R. Tolkien |
| 3 | Gra o Tron | George R.R. Martin |
- Po normalizacji: mamy dwie tabele.
Tabela Autorzy:
| AutorID | NazwiskoAutora |
| 1 | J.R.R. Tolkien |
| 2 | George R.R. Martin |
Tabela Książki:
| KsiążkaID | TytułKsiążki | AutorID |
| 1 | Władca Pierścieni | 1 |
| 2 | Hobbit | 1 |
| 3 | Gra o Tron | 2 |
Porozmawiajmy!
a my pomożemy Ci wdrożyć najnowsze rozwiązania!
Podobne wpisy:
Inwestycje technologiczne w przedsiębiorstwach – co warto o nich wiedzieć oraz kiedy je wdrażać?
Project management in times of pandemic
Application Performance Monitoring (APM) – do czego służą oraz jakie są najlepsze narzędzia, które pozwolą mierzyć wydajność aplikacji?
COE (Center of Excellence) – w jakich przypadkach istotne jest stworzenie centrum doskonałości w przedsiębiorstwie?