第一正規形 (1NF)

9月 18, 2023

第一正規形 (1NF) は、リレーショナルデータベース管理システム (RDBMS) およびデータベース正規化の分野における基本概念であり、テーブル、列、データの関係を整理して冗長性を減らし、全体的なデータの整合性を向上させるプロセスです。これは正規化階層の最初のレベルの正規化であり、適切に構造化された効率的なデータベースを作成するための基盤として機能します。

1NF では、このレベルの正規化を達成するには、データベース内の各テーブルが特定の要件に従う必要があると規定しています。 1NF の主な目的は、繰り返しグループ (一部の値が同じ行または列内で繰り返されるテーブル内のデータの配置) を排除し、アトミック値 (テーブル内のデータの可能な最小単位) を強制し、各列が属性のドメインからの単一の値が含まれます。これらの原則は、冗長データを排除し、効率的なクエリ実行を促進するのに役立ちます。これは、 AppMasterプラットフォームによって生成されるような大規模で高性能なアプリケーションでは特に重要です。

テーブルが 1NF に準拠するには、主に 4 つの要件があります。

各テーブルには、テーブル内の各行を識別できる一意の主キーが必要です。この一意の識別子 (PK とも呼ばれます) は、単一の属性、または各行の一意性を保証する属性の組み合わせのいずれかです。主キーには、データベースの整合性が損なわれる可能性があるため、null 値を含めることはできません。
テーブル内のすべての列には、分割できず、さらに分解できないアトミック値のみを含める必要があります。つまり、単一の列に複数の値や、配列やリストなどの複雑なデータ構造を格納しないでください。この要件により、データの冗長性が防止され、各情報が最も効率的かつ適切な方法で保存されることが保証されます。
すべての列は同じドメインの値を格納する必要があります。つまり、各列はデータ型の制約を強制し、その型の値のみを受け入れる必要があります。たとえば、日付を格納する列にはテキストや数値を入力できません。これは、データの一貫性を維持し、ユーザーの入力エラーやシステムのバグによるデータの破損を防ぐのに役立ちます。
各列には、重複せずに一意の名前を付ける必要があります。固有の列の名前付けはデータ管理を支援し、クエリ、結合、その他のデータベース操作でテーブル内の各列を正確に識別して参照できるようにします。

これらの要件を遵守することで、1NF はデータベース設計の健全な基盤を確立し、クエリのパフォーマンスを向上させ、潜在的なデータの不整合を減らすことができます。ただし、1NF だけでは、データの異常や冗長性を引き起こす可能性がある関数の依存関係や推移的な依存関係に関連する問題に対処していないため、最適なデータベーススキーマを実現するには十分ではありません。これらの残りの問題に対処するために、第 2 正規形 (2NF) や第 3 正規形 (3NF) などの追加の正規化レベルが開発され、データベースの構造と整合性がさらに改善されました。

1NF のアプリケーションを説明するために、「Orders」という名前のテーブルを含む電子商取引データベースの例を考えてみましょう。初期状態では、「Orders」テーブルには次の列が含まれます: OrderID、CustomerID、OrderDate、ProductID、ProductName、Quantity、Price。 ProductID 列と ProductName 列はアトミックではないため、このテーブルは 1NF 要件に違反する可能性があります。複数の製品を含む注文ごとに、同じ行内に複数の値が保存されます。

1NF 準拠を達成するには、「Orders」テーブルを「Orders」と「OrderDetails」の 2 つの別個のテーブルに分割できます。「Orders」テーブルには、OrderID、CustomerID、および OrderDate の列が含まれるようになります。新しい「OrderDetails」テーブルには、OrderDetailID、OrderID、ProductID、ProductName、Quantity、Price の列が含まれます。元のテーブルをアトミック値を持つ 2 つの小さなテーブルに分割することにより、この新しい構造は 1NF の要件に準拠し、データの整合性とパフォーマンスの向上を促進します。

結論として、第一正規形 (1NF) は、適切に構造化された効率的なリレーショナルデータベースを作成するプロセスにおける重要なステップを表します。 1NF は、テーブル設計の特定の要件を確立することで、データの冗長性、不整合、異常を最小限に抑え、データベースシステムの全体的なパフォーマンスと保守性を向上させます。これは、 AppMasterプラットフォームによって生成されるアプリケーションなど、データの整合性と応答性がソフトウェアの成功とエンドユーザーの満足度に寄与する重要な要素である最新の高性能アプリケーションにとって特に重要です。