Pierwsza postać normalna (1NF) to podstawowa koncepcja w dziedzinie systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych (RDBMS) i normalizacji baz danych, która jest procesem organizowania tabel, kolumn i relacji między danymi w celu zmniejszenia redundancji i poprawy ogólnej integralności danych. Jest to pierwszy poziom normalizacji w hierarchii normalizacji i służy jako podstawa do tworzenia dobrze zorganizowanych i wydajnych baz danych.
1NF stanowi, że każda tabela w bazie danych musi spełniać określone wymagania, aby osiągnąć ten poziom normalizacji. Podstawowymi celami 1NF są eliminowanie powtarzających się grup (układów danych w tabeli, w których niektóre wartości powtarzają się w tym samym wierszu lub kolumnie), egzekwowanie wartości niepodzielnych (najmniejszych możliwych jednostek danych w tabeli) i zapewnienie, że każda kolumna zawiera pojedynczą wartość z dziedziny atrybutu. Zasady te pomagają eliminować zbędne dane i sprzyjają wydajnemu wykonywaniu zapytań, co jest szczególnie ważne w przypadku wielkoskalowych i wydajnych aplikacji, takich jak te generowane przez platformę AppMaster.
Istnieją cztery główne wymagania, aby stół był zgodny z 1NF:
- Każda tabela powinna mieć unikalny klucz podstawowy, który może identyfikować każdy wiersz w tabeli. Ten unikalny identyfikator (znany również jako PK) może być pojedynczym atrybutem lub kombinacją atrybutów, które razem gwarantują niepowtarzalność każdego wiersza. Klucz podstawowy nie może zawierać żadnych wartości null, ponieważ zagroziłoby to integralności bazy danych.
- Wszystkie kolumny w tabeli powinny zawierać wyłącznie wartości atomowe, które są niepodzielne i nie mogą być dalej rozkładane. Innymi słowy, pojedyncza kolumna nie powinna przechowywać wielu wartości ani złożonych struktur danych, takich jak tablice lub listy. Wymóg ten zapobiega nadmiarowości danych i zapewnia, że każda informacja jest przechowywana w najbardziej efektywny i odpowiedni sposób.
- Wszystkie kolumny powinny przechowywać wartości z tej samej domeny, co oznacza, że każda kolumna powinna wymuszać ograniczenie typu danych i akceptować tylko wartości tego typu. Na przykład kolumna przechowująca daty nie powinna umożliwiać wprowadzania wartości tekstowych ani liczbowych. Pomaga to zachować spójność danych i zapobiega uszkodzeniu danych na skutek błędów wprowadzania danych przez użytkownika lub błędów systemowych.
- Każda kolumna powinna mieć unikalną nazwę, bez duplikatów. Unikalne nazewnictwo kolumn pomaga w zarządzaniu danymi i zapewnia dokładną identyfikację każdej kolumny w tabeli oraz możliwość odniesienia się do niej w zapytaniach, połączeniach i innych operacjach na bazie danych.
Stosując się do tych wymagań, 1NF jest w stanie stworzyć solidne podstawy do projektowania baz danych, poprawiając wydajność zapytań i redukując potencjalne niespójności danych. Jednak sam 1NF nie wystarczy do osiągnięcia optymalnego schematu bazy danych, ponieważ nie rozwiązuje problemów związanych z zależnościami funkcjonalnymi i zależnościami przechodnimi, które nadal mogą powodować anomalie i nadmiarowość danych. Aby rozwiązać te pozostałe problemy, opracowano dodatkowe poziomy normalizacji, takie jak druga postać normalna (2NF) i trzecia postać normalna (3NF), zapewniając dalsze udoskonalenie struktury i integralności bazy danych.
Aby zilustrować zastosowanie 1NF, rozważmy przykład bazy danych e-commerce, która zawiera tabelę o nazwie „Zamówienia”. W stanie początkowym tabela „Zamówienia” może zawierać następujące kolumny: OrderID, CustomerID, OrderDate, ProductID, ProductName, Quantity i Price. Ta tabela może naruszać wymagania 1NF, ponieważ kolumny ProductID i ProductName nie są niepodzielne; przechowują wiele wartości w tym samym wierszu dla każdego zamówienia zawierającego wiele produktów.
Aby zapewnić zgodność z 1NF, tabelę „Zamówienia” można podzielić na dwie osobne tabele: „Zamówienia” i „Szczegóły zamówienia”. Tabela „Zamówienia” będzie teraz zawierać następujące kolumny: OrderID, CustomerID i OrderDate. Nowa tabela „OrderDetails” będzie zawierać kolumny: OrderDetailID, OrderID, ProductID, ProductName, Quantity i Price. Dzieląc oryginalną tabelę na dwie mniejsze tabele z wartościami atomowymi, ta nowa struktura jest zgodna z wymaganiami 1NF i zapewnia lepszą integralność i wydajność danych.
Podsumowując, Pierwsza Forma Normalna (1NF) stanowi kluczowy krok w procesie tworzenia dobrze zorganizowanej i wydajnej relacyjnej bazy danych. Ustanawiając szczegółowe wymagania dotyczące projektu tabeli, 1NF pomaga zminimalizować nadmiarowość danych, niespójności i anomalie, zwiększając w ten sposób ogólną wydajność i łatwość konserwacji systemu bazy danych. Jest to szczególnie ważne w przypadku nowoczesnych, wysokowydajnych aplikacji, takich jak te generowane przez platformę AppMaster, w których integralność danych i responsywność są istotnymi czynnikami wpływającymi na sukces oprogramowania i satysfakcję użytkownika końcowego.
