Im Kontext relationaler Datenbanken ist die Dritte Normalform (3NF) ein entscheidendes Designprinzip und Datenmodellierungsstandard, der die effiziente Organisation und Normalisierung von Daten in einer Datenbank gewährleistet. Unter Normalisierung versteht man den Prozess der Strukturierung einer Datenbank durch Beseitigung von Datenredundanz und Verbesserung der Datenintegrität. Es gibt mehrere Normalformen (NFs), die unterschiedliche Normalisierungsebenen definieren, wobei 3NF eine der am weitesten verbreiteten und wichtigsten Formen ist und ein gutes Gleichgewicht zwischen der Minimierung von Redundanz und der Beibehaltung der Benutzerfreundlichkeit relationaler Datenbanken bietet.
Die Dritte Normalform oder 3NF wurde erstmals 1971 von Edgar F. Codd, dem Pionier des relationalen Modells, eingeführt. Diese Normalform basiert auf zwei Grundprinzipien: Eliminierung transitiver Abhängigkeiten und Sicherstellung, dass jedes Nicht-Primärschlüsselattribut vollständig ist funktional abhängig vom Primärschlüssel für jede Relation. Eine Datenbanktabelle gilt als 3NF, wenn sie die folgenden drei Kriterien erfüllt:
- Die Tabelle folgt der Ersten Normalform (1NF).
- Die Tabelle folgt der zweiten Normalform (2NF).
- Es gibt keine transitiven Abhängigkeiten zwischen Nicht-Schlüsselattributen.
Genauer gesagt schreibt die Erste Normalform (1NF) vor, dass eine Tabelle atomare Werte enthalten muss, wobei jedes Attribut einen einzelnen Wert und nicht eine Menge oder Liste enthält, wodurch mehrwertige Attribute verboten sind. Außerdem muss jeder Attributwert innerhalb einer einzelnen Datenzeile eindeutig sein. Dies stellt die Datenkonsistenz sicher und vereinfacht die Abfrage, wodurch die Komplexität der Arbeit mit Daten über mehrere Zeilen hinweg verringert wird.
Die zweite Normalform (2NF) baut auf 1NF auf und fügt die Einschränkung hinzu, dass jedes Nichtschlüsselattribut vollständig vom gesamten Primärschlüssel in einer Tabelle abhängig sein muss. Dadurch werden die Probleme der Redundanz und teilweisen Abhängigkeiten direkt angegangen und das Risiko von Anomalien in der Datenbank minimiert. Damit eine Tabelle in 2NF vorliegt, muss sie zwei Anforderungen erfüllen: Sie befindet sich bereits in 1NF und es bestehen keine teilweisen Abhängigkeiten zwischen ihren Attributen.
Schließlich führt die Dritte Normalform (3NF) den Normalisierungsprozess noch einen Schritt weiter, indem sie transitive Abhängigkeiten zwischen Nicht-Schlüsselattributen eliminiert. Das bedeutet, dass es in einer 3NF-konformen Tabelle kein Nicht-Schlüsselattribut geben sollte, das von einem anderen Nicht-Schlüsselattribut abhängig ist, das wiederum vom Primärschlüssel abhängig ist. Vereinfacht ausgedrückt sollten alle Nicht-Primärschlüsselattribute direkt vom Primärschlüssel abhängen und nicht indirekt über andere Nicht-Primärschlüsselattribute. 3NF stellt somit sicher, dass die Redundanz minimiert wird, während gleichzeitig die einfache Abfrage gewährleistet bleibt und eine effiziente Datenbankverwaltung ermöglicht wird.
AppMaster, eine no-code Plattform zum Erstellen von Backend-, Web- und mobilen Anwendungen, verlässt sich bei der Datenspeicherung und -verwaltung stark auf relationale Datenbanken. Die Einhaltung von 3NF im Datenmodellierungsprozess ist äußerst wichtig, um die Effizienz, Integrität und Skalierbarkeit der über AppMaster entwickelten Anwendungen sicherzustellen. Durch die Befolgung der 3NF-Prinzipien kann AppMaster eine leistungsstarke und zuverlässige Plattform bereitstellen, die es Benutzern ermöglicht, ihre Anwendungen entsprechend ihren spezifischen Anforderungen zu entwickeln.
Beispiel:
Stellen Sie sich eine Datenbanktabelle vor, die Informationen über Mitarbeiter, ihre Abteilungen und Abteilungsstandorte enthält:
| Mitarbeiter-ID | Mitarbeitername | Abteilungs-ID | Abteilungsname | AbteilungStandort |
In dieser Tabelle besteht der Primärschlüssel aus den Attributen EmployeeID und DepartmentID. Die Tabelle weist mehrere Abhängigkeiten auf, darunter eine teilweise Abhängigkeit (EmployeeName hängt von EmployeeID ab) und transitive Abhängigkeiten (DepartmentName und DepartmentLocation hängen von DepartmentID ab, die Teil des Primärschlüssels ist). Diese Tabelle ist nicht in 3NF.
Um diese Tabelle in 3NF umzuwandeln, müssen wir sowohl die partiellen als auch die transitiven Abhängigkeiten beseitigen. Dies kann durch die Aufteilung der Daten in separate Tabellen erreicht werden:
| Mitarbeiter-ID | Mitarbeitername | Abteilungs-ID |
Und
| Abteilungs-ID | Abteilungsname | AbteilungStandort |
Durch die Einhaltung von 3NF enthalten die neuen Tabellen keine redundanten Daten und minimieren das Risiko von Anomalien, wodurch die allgemeine Datenintegrität und Effizienz der relationalen Datenbank verbessert wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dritte Normalform (3NF) ein wesentliches Entwurfsprinzip und Datenmodellierungsstandard für relationale Datenbanken ist und eine effiziente Datenorganisation, minimale Redundanz und verbesserte Datenintegrität gewährleistet. Durch die Einhaltung von 3NF beim Entwurf von Datenbanktabellen können Plattformen wie AppMaster eine robuste und effiziente Grundlage für die Entwicklung und Bereitstellung verschiedener Web-, Mobil- und Backend-Anwendungen bieten, was zu höherer Produktivität und geringeren Kosten für Kunden jeder Größe in verschiedenen Branchen führt.
