In relationele databases is normalisatie een systematische techniek die wordt gebruikt om de schemastructuur van een database op een optimale manier te organiseren. Het heeft tot doel gegevensredundantie, inconsistentie en herhaling te minimaliseren, terwijl de gegevensintegriteit wordt gewaarborgd en beperkingen op het gebied van referentiële integriteit worden afgedwongen. Een goede normalisatie zorgt ervoor dat elk stukje gegevens op precies één plek wordt opgeslagen, waardoor fouten en dubbelzinnigheden worden verminderd. Het maakt de database ook efficiënter, onderhoudbaarder en flexibeler door overbodige gegevens te elimineren, gerelateerde gegevenselementen te consolideren en duidelijke relaties tussen entiteiten te bieden.
Normalisatie werd voor het eerst geïntroduceerd door EF Codd, dezelfde computerwetenschapper die het relationele model zelf heeft uitgevonden. Het belangrijkste doel van normalisatie is het voorkomen van verschillende problemen die kunnen voortvloeien uit een slecht gestructureerd databaseontwerp, zoals afwijkingen en afhankelijkheidsproblemen. Afwijkingen zijn inconsistenties die kunnen optreden wanneer gegevens worden toegevoegd, gewijzigd of verwijderd, terwijl afhankelijkheidsproblemen het onderhouden van de database moeilijker en foutgevoeliger maken.
Normalisatie wordt uitgevoerd in verschillende fasen die "normale vormen" (NF) worden genoemd, van de eerste normale vorm (1NF) tot de vijfde normale vorm (5NF). Elke normaalvorm vertegenwoordigt een specifiek niveau van normalisatie, en elke daaropvolgende normaalvorm biedt als volgt een extra optimalisatieniveau:
1. Eerste normale vorm (1NF): In 1NF moet een tabel een primaire sleutel hebben en mag elk attribuut alleen atomaire waarden bevatten, wat betekent dat waarden niet mogen worden herhaald of in meerdere delen mogen worden verdeeld. Attributen met meerdere waarden en samengestelde attributen worden verwijderd en de tabel wordt indien nodig in meerdere tabellen opgesplitst. Deze fase zorgt ervoor dat elke tabelrij één feit over één entiteit vertegenwoordigt.
2. Tweede normale vorm (2NF): Om 2NF te bereiken, moeten tabellen in 1NF zijn en moeten alle niet-sleutelattributen volledig afhankelijk zijn van de primaire sleutel. Gedeeltelijke afhankelijkheden, die optreden wanneer een niet-sleutelattribuut slechts van een deel van de primaire sleutel afhangt, worden verwijderd door de tabel op te splitsen in nieuwe tabellen met de juiste sleutels.
3. Derde normale vorm (3NF): Om een tabel in 3NF te hebben, moet deze in 2NF zijn en geen transitieve afhankelijkheden hebben, wat betekent dat niet-sleutelattributen niet afhankelijk mogen zijn van andere niet-sleutelattributen. Transitieve afhankelijkheden worden geëlimineerd door afzonderlijke tabellen te maken voor indirect gerelateerde attributen en deze te koppelen via externe sleutels.
4. Boyce-Codd Normal Form (BCNF): BCNF is een strengere versie van 3NF die alle resterende redundantie elimineert door ervoor te zorgen dat elke determinant (een reeks attributen die een ander attribuut bepaalt) een kandidaatsleutel is. Tabellen die aan de BCNF-vereisten voldoen, bevinden zich ook in 3NF, maar het omgekeerde is niet altijd waar.
5. Vierde normale vorm (4NF): Een tabel in 4NF moet in BCNF zijn en geen afhankelijkheden met meerdere waarden hebben (wanneer meerdere onafhankelijke sets attributen afhankelijk zijn van de primaire sleutel). Dergelijke tabellen worden opgesplitst in kleinere tabellen om afhankelijkheden met meerdere waarden te elimineren.
6. Vijfde normale vorm (5NF): Om 5NF te bereiken, moet een tabel in 4NF zijn en geen join-afhankelijkheden hebben (wanneer een tabel kan worden gereconstrueerd door andere tabellen samen te voegen). Tabellen met join-afhankelijkheden worden opgesplitst in kleinere tabellen zonder enig verlies van informatie.
Hoewel dit de belangrijkste normaalvormen zijn, zijn er hogere normaalvormen zoals Sixth Normal Form (6NF) en Domain-Key Normal Form (DKNF) die specifieke problemen in databases aanpakken. De meeste praktische toepassingen vereisen echter slechts normalisatie tot 3NF of BCNF.
Het toepassen van normalisatie in de context van het AppMaster platform is van groot belang omdat het een basis biedt voor het genereren van gestandaardiseerde en efficiënte server-backends voor het Relational Database Management System (RDBMS) dat binnen het platform wordt gebruikt. AppMaster gebruikt de Postgresql-compatibele database als primaire datastore, waardoor het noodzakelijk is om genormaliseerde schema's te implementeren voor compatibiliteit, schaalbaarheid en hoge prestaties.
Als een gebruiker bijvoorbeeld een applicatie ontwerpt die een complex datamodel heeft met meerdere relaties, zou het normalisatieproces van AppMaster het model optimaliseren om redundanties en inconsistenties te voorkomen, waardoor een beter onderhoudbare structuur wordt bereikt. Door tijdens de ontwerpfase gebruik te maken van normalisatie, zorgt AppMaster ervoor dat de gegenereerde applicaties robuust, schaalbaar en gemakkelijk te onderhouden zijn, waarbij wordt voldaan aan door de industrie geaccepteerde praktijken op het gebied van databaseontwerp.
Concluderend is normalisatie een cruciaal proces bij het ontwerpen van relationele databaseschema's, waarbij schaalbaarheid, onderhoudbaarheid en prestaties worden gegarandeerd. Omdat het AppMaster no-code platform applicatieontwikkeling mogelijk maakt voor verschillende gebruiksscenario's, van kleine bedrijven tot ondernemingen, speelt normalisatie een cruciale rol bij het genereren van structureel gezonde en efficiënte serverbackends, waardoor wordt gegarandeerd dat de geproduceerde applicaties voldoen aan de verwachtingen op ondernemingsniveau. en eisen.
