First Normal Form (1NF) is een fundamenteel concept op het gebied van relationele databasebeheersystemen (RDBMS) en databasenormalisatie, een proces waarbij de tabellen, kolommen en gegevensrelaties worden georganiseerd om redundantie te verminderen en de algehele gegevensintegriteit te verbeteren. Het is het eerste niveau van normalisatie in de normalisatiehiërarchie en dient als basis voor het creëren van goed gestructureerde en efficiënte databases.
1NF schrijft voor dat elke tabel in een database aan specifieke vereisten moet voldoen om dit niveau van normalisatie te bereiken. De primaire doelstellingen van 1NF zijn het elimineren van herhalende groepen (rangschikkingen van gegevens binnen een tabel waarbij sommige waarden binnen dezelfde rij of kolom worden herhaald), het afdwingen van atomaire waarden (de kleinst mogelijke gegevenseenheden in een tabel) en ervoor zorgen dat elke kolom bevat een enkele waarde uit het domein van het attribuut. Deze principes helpen overtollige gegevens te elimineren en een efficiënte uitvoering van zoekopdrachten te bevorderen, wat vooral belangrijk is bij grootschalige, krachtige applicaties zoals die gegenereerd door het AppMaster platform.
Er zijn vier belangrijke vereisten waaraan een tafel moet voldoen aan 1NF:
- Elke tabel moet een unieke primaire sleutel hebben die elke rij in de tabel kan identificeren. Deze unieke identificatie (ook bekend als PK) kan een enkel attribuut zijn of een combinatie van attributen die samen de uniciteit van elke rij garanderen. De primaire sleutel mag geen nulwaarden bevatten, omdat deze de integriteit van de database in gevaar zouden brengen.
- Alle kolommen in de tabel mogen alleen atomaire waarden bevatten, die ondeelbaar zijn en niet verder kunnen worden ontleed. Met andere woorden: een enkele kolom mag niet meerdere waarden of complexe gegevensstructuren bevatten, zoals arrays of lijsten. Deze vereiste voorkomt gegevensredundantie en zorgt ervoor dat elk stukje informatie op de meest efficiënte en geschikte manier wordt opgeslagen.
- Alle kolommen moeten waarden uit hetzelfde domein opslaan, wat betekent dat elke kolom een beperking voor het gegevenstype moet afdwingen en alleen waarden van dat type moet accepteren. In een kolom waarin datums worden opgeslagen, mogen bijvoorbeeld geen tekst of numerieke waarden worden ingevoerd. Dit helpt de gegevensconsistentie te behouden en gegevensbeschadiging als gevolg van gebruikersinvoerfouten of systeemfouten te voorkomen.
- Elke kolom moet een unieke naam hebben, zonder doublures. Unieke kolomnamen helpen bij het gegevensbeheer en zorgen ervoor dat elke kolom in de tabel nauwkeurig kan worden geïdentificeerd en waarnaar kan worden verwezen in query's, joins en andere databasebewerkingen.
Door aan deze vereisten te voldoen, kan 1NF een solide basis leggen voor databaseontwerp, waardoor de queryprestaties worden verbeterd en potentiële gegevensinconsistenties worden verminderd. 1NF alleen is echter niet voldoende om een optimaal databaseschema te realiseren, omdat het geen problemen aanpakt die verband houden met functionele afhankelijkheden en transitieve afhankelijkheden die nog steeds kunnen resulteren in gegevensafwijkingen en redundanties. Om deze resterende problemen aan te pakken, zijn aanvullende normalisatieniveaus ontwikkeld, zoals de Tweede Normale Vorm (2NF) en de Derde Normale Vorm (3NF), waardoor de databasestructuur en -integriteit verder worden verfijnd.
Laten we, om de toepassing van 1NF te illustreren, een voorbeeld bekijken van een e-commercedatabase die een tabel bevat met de naam 'Orders'. In de oorspronkelijke staat kan de tabel 'Orders' de volgende kolommen bevatten: OrderID, CustomerID, OrderDate, ProductID, ProductName, Hoeveelheid en Prijs. Deze tabel schendt mogelijk de 1NF-vereisten, omdat de kolommen ProductID en ProductName niet atomair zijn; ze slaan meerdere waarden op binnen dezelfde rij voor elke bestelling die meerdere producten bevat.
Om 1NF-compliance te bereiken, zou de tabel 'Orders' kunnen worden opgesplitst in twee afzonderlijke tabellen: 'Orders' en 'OrderDetails'. De tabel 'Orders' zou nu de volgende kolommen bevatten: OrderID, CustomerID en OrderDate. De nieuwe tabel 'OrderDetails' zou de kolommen bevatten: OrderDetailID, OrderID, ProductID, ProductName, Hoeveelheid en Prijs. Door de oorspronkelijke tabel op te splitsen in twee kleinere tabellen met atomaire waarden, voldoet deze nieuwe structuur aan de vereisten van 1NF en bevordert deze een betere gegevensintegriteit en prestaties.
Concluderend vertegenwoordigt First Normal Form (1NF) een cruciale stap in het proces van het creëren van een goed gestructureerde en efficiënte relationele database. Door specifieke vereisten voor tabelontwerp vast te stellen, helpt 1NF gegevensredundanties, inconsistenties en afwijkingen te minimaliseren, waardoor de algehele prestaties en onderhoudbaarheid van het databasesysteem worden verbeterd. Dit is vooral belangrijk voor moderne, krachtige applicaties, zoals die gegenereerd door het AppMaster platform, waarbij data-integriteit en reactievermogen essentiële factoren zijn die bijdragen aan het succes van software en de tevredenheid van eindgebruikers.
