Nei database relazionali, la normalizzazione è una tecnica sistematica utilizzata per organizzare la struttura dello schema di un database in modo ottimale. Mira a ridurre al minimo la ridondanza, l'incoerenza e la ripetitività dei dati, garantendo al tempo stesso l'integrità dei dati e applicando i vincoli di integrità referenziale. Una corretta normalizzazione garantisce che ogni dato venga archiviato esattamente in un posto, riducendo così errori e ambiguità. Inoltre, rende il database più efficiente, gestibile e flessibile eliminando i dati ridondanti, consolidando gli elementi di dati correlati e fornendo relazioni chiare tra le entità.
La normalizzazione è stata introdotta per la prima volta da EF Codd, lo stesso informatico che ha inventato il modello relazionale stesso. L'obiettivo principale della normalizzazione è prevenire vari problemi che possono derivare da una progettazione di database scarsamente strutturata, come anomalie e problemi di dipendenza. Le anomalie sono incoerenze che possono verificarsi quando i dati vengono aggiunti, modificati o eliminati, mentre i problemi di dipendenza rendono la manutenzione del database più difficile e soggetta a errori.
La normalizzazione viene eseguita in varie fasi chiamate "forme normali" (NF), dalla Prima Forma Normale (1NF) alla Quinta Forma Normale (5NF). Ciascuna forma normale rappresenta uno specifico livello di normalizzazione e ciascuna forma normale successiva fornisce un ulteriore livello di ottimizzazione, come segue:
1. Prima forma normale (1NF): in 1NF, una tabella deve avere una chiave primaria e ogni attributo deve contenere solo valori atomici, il che significa che i valori non devono essere ripetuti o divisi in più parti. Gli attributi multivalore e compositi vengono rimossi e, se necessario, la tabella viene suddivisa in più tabelle. Questa fase garantisce che ogni riga della tabella rappresenti un singolo fatto su una singola entità.
2. Seconda forma normale (2NF): per ottenere 2NF, le tabelle devono essere in 1NF e tutti gli attributi non chiave devono dipendere completamente dalla chiave primaria. Le dipendenze parziali, che si verificano quando un attributo non chiave dipende solo da una parte della chiave primaria, vengono rimosse suddividendo la tabella in nuove tabelle con chiavi adeguate.
3. Terza forma normale (3NF): affinché una tabella sia in 3NF, deve essere in 2NF e non avere dipendenze transitive, il che significa che gli attributi non chiave non devono dipendere da altri attributi non chiave. Le dipendenze transitive vengono eliminate creando tabelle separate per attributi indirettamente correlati e collegandoli tramite chiavi esterne.
4. Forma normale di Boyce-Codd (BCNF): BCNF è una versione più rigorosa di 3NF che elimina tutta la ridondanza rimanente garantendo che ogni determinante (un insieme di attributi che determina un altro attributo) sia una chiave candidata. Anche le tabelle che soddisfano i requisiti BCNF sono presenti in 3NF, ma non è sempre vero il contrario.
5. Quarta forma normale (4NF): una tabella in 4NF deve essere in BCNF e non avere dipendenze multivalore (quando più insiemi indipendenti di attributi dipendono dalla chiave primaria). Tali tabelle sono suddivise in tabelle più piccole per eliminare le dipendenze multivalore.
6. Quinta forma normale (5NF): per raggiungere 5NF, una tabella deve essere in 4NF e non avere dipendenze di join (quando una tabella può essere ricostruita unendo altre tabelle). Le tabelle che hanno dipendenze di join vengono scomposte in tabelle più piccole senza alcuna perdita di informazioni.
Sebbene queste siano le forme normali principali, esistono forme normali più elevate come la sesta forma normale (6NF) e la forma normale a chiave di dominio (DKNF) che affrontano problemi specifici nei database. Tuttavia, la maggior parte delle applicazioni pratiche richiedono solo la normalizzazione fino a 3NF o BCNF.
L'applicazione della normalizzazione nel contesto della piattaforma AppMaster è di grande importanza poiché fornisce una base per generare backend server standardizzati ed efficienti per il Relational Database Management System (RDBMS) utilizzato all'interno della piattaforma. AppMaster utilizza il database compatibile con Postgresql come archivio dati primario, rendendo necessario implementare schemi normalizzati per compatibilità, scalabilità e prestazioni elevate.
Ad esempio, se un utente progetta un'applicazione che ha un modello dati complesso con più relazioni, il processo di normalizzazione di AppMaster ottimizzerebbe il modello per prevenire ridondanze e incoerenze, ottenendo una struttura più manutenibile. Utilizzando la normalizzazione durante la fase di progettazione, AppMaster garantisce che le applicazioni generate siano robuste, scalabili e facilmente gestibili, aderendo alle pratiche accettate dal settore nella progettazione dei database.
In conclusione, la normalizzazione è un processo cruciale nella progettazione di schemi di database relazionali, garantendo scalabilità, manutenibilità e prestazioni. Poiché la piattaforma no-code AppMaster consente lo sviluppo di applicazioni per vari casi d'uso, dalle piccole imprese alle imprese, la normalizzazione gioca un ruolo fondamentale nella generazione di backend server strutturalmente solidi ed efficienti, garantendo che le applicazioni prodotte soddisfino le aspettative a livello aziendale e requisiti.
