Domain Key Normal Form (DKNF) ist ein normalisiertes Entwurfsprinzip, das während des Prozesses des Datenbankschemaentwurfs angewendet wird, insbesondere im Kontext relationaler Datenbanken. DKNF wurde erstmals 1981 von Ronald Fagin eingeführt, um mögliche Anomalien zu beheben, die sich aus anderen Normalisierungsformen wie der Boyce-Codd-Normalform (BCNF) und der Dritten Normalform (3NF) ergeben.
DKNF ist ein robustes Designkonzept, das darauf abzielt, Redundanzen und Aktualisierungsanomalien im Datenbankschema zu beseitigen und gleichzeitig die Einhaltung anderer Normalisierungsformen beizubehalten. Im Wesentlichen stellt DKNF sicher, dass jede Domänenbeschränkung (die Menge aller gültigen Werte für ein Attribut) durch einen Schlüssel oder eine Kombination von Schlüsseln erzwungen wird. Um DKNF zu erreichen, muss ein Datenbankschema die folgenden Kriterien erfüllen:
- Alle Einschränkungen, die den Daten in der Domäne auferlegt werden, müssen eine Folge des Schlüssels, des gesamten Schlüssels und nichts als des Schlüssels sein (sowohl in Bezug auf die Tabelle als auch auf das betrachtete Attribut).
- Jedes Attribut in der Datenbank sollte vollständig von allen Schlüsseln abhängig sein, die es bestimmen können.
Das Erreichen von DKNF bietet eine Reihe von Vorteilen für den Entwurf und die Effizienz eines Datenbankschemas. Zu diesen Vorteilen gehören:
- Beseitigung von Redundanzen: DKNF stellt sicher, dass alle Nicht-Schlüsselattribute vollständig vom Primärschlüssel abhängig sind, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Datenredundanz innerhalb des Datenbankschemas verringert wird.
- Verbesserte Datenintegrität: Durch die Durchsetzung aller Domänenbeschränkungen durch Schlüssel erhält DKNF die Datenintegrität aufrecht, indem sichergestellt wird, dass nur gültige Daten in der Datenbank gespeichert werden.
- Reduzierte Aktualisierungsanomalien: Bei einem DKNF-Schema ist es weniger wahrscheinlich, dass Änderungen an den Daten zu Inkonsistenzen führen, da jedes Nichtschlüsselattribut vollständig vom Primärschlüssel abhängt. Dadurch wird das Risiko von Aktualisierungsanomalien wie Lösch-, Einfügungs- und Änderungsanomalien verringert.
Um das Konzept von DKNF zu veranschaulichen, betrachten wir ein Beispiel. Angenommen, es gibt eine Datenbank für eine E-Commerce-Anwendung, die separate Einheiten für Produkte, Bestellungen und Kunden enthält. Eine Bestellung kann mehrere Produkte umfassen und ein Kunde kann mehrere Bestellungen aufgeben. In diesem Fall wäre der Primärschlüssel für die Orders-Tabelle eine Kombination aus OrderID und CustomerID, und der Primärschlüssel der Order Products-Tabelle wäre eine Kombination aus OrderID und ProductID.
Wenn das Datenbankschema nicht in DKNF wäre, könnte es Szenarios geben, in denen Attribute nur teilweise vom zusammengesetzten Schlüssel abhängen. Angenommen, das Attribut „Produktpreis“ ist in der Tabelle „Bestellprodukte“ gespeichert. Wenn in diesem Szenario der Preis für ein Produkt in einer Bestellung geändert wird, sollte der Preis für dasselbe Produkt in allen anderen Bestellungen geändert werden, um die Konsistenz zu gewährleisten. Dies ist ein Beispiel für eine Update-Anomalie, die aus einem Nicht-DKNF-Schema-Design resultiert.
Um das Schema in DKNF zu integrieren, könnte das Attribut „Produktpreis“ in die Tabelle „Produkte“ verschoben werden, sodass es vollständig vom Primärschlüssel „ProductID“ abhängig ist. Dadurch wird das Risiko einer Aktualisierungsanomalie im Schema eliminiert und die Datenintegrität gewahrt.
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