W kontekście relacyjnych baz danych Trzecia Forma Normalna (3NF) jest kluczową zasadą projektowania i standardem modelowania danych, który zapewnia efektywną organizację i normalizację danych w bazie danych. Normalizacja to proces tworzenia struktury bazy danych poprzez eliminację nadmiarowości danych i poprawę ich integralności. Istnieje kilka form normalnych (NF), które definiują różne poziomy normalizacji, przy czym 3NF jest jedną z najczęściej używanych i niezbędnych form, zapewniając dobrą równowagę pomiędzy minimalizacją redundancji i zachowaniem łatwości użytkowania relacyjnych baz danych.
Trzecia forma normalna, czyli 3NF, została po raz pierwszy wprowadzona przez Edgara F. Codda, pioniera modelu relacyjnego, w 1971 roku. Ta postać normalna opiera się na dwóch podstawowych zasadach: eliminowaniu zależności przechodnich i zapewnieniu, że każdy atrybut klucza innego niż podstawowy jest w pełni funkcjonalnie zależny od klucza podstawowego dla każdej relacji. Mówi się, że tabela bazy danych znajduje się w 3NF, jeśli spełnia następujące trzy kryteria:
- Tabela jest zgodna z pierwszą postacią normalną (1NF).
- Tabela jest zgodna z drugą postacią normalną (2NF).
- Nie ma zależności przechodnich pomiędzy atrybutami niekluczowymi.
Aby to rozwinąć, pierwsza postać normalna (1NF) wymaga, aby tabela zawierała wartości atomowe, przy czym każdy atrybut zawierał pojedynczą wartość, a nie zestaw lub listę, co zabrania atrybutów wielowartościowych. Wymaga również, aby każda wartość atrybutu była unikalna w jednym wierszu danych. Zapewnia to spójność danych i upraszcza wykonywanie zapytań, zmniejszając złożoność pracy z danymi w wielu wierszach.
Druga postać normalna (2NF) opiera się na 1NF, dodając ograniczenie, że każdy atrybut niekluczowy musi być w pełni zależny od całego klucza podstawowego w tabeli. Rozwiązuje to bezpośrednio kwestię redundancji i częściowych zależności, minimalizując ryzyko wystąpienia anomalii w bazie danych. Aby tabela znalazła się w 2NF musi spełniać dwa wymagania: jest już w 1NF i pomiędzy jej atrybutami nie istnieją żadne częściowe zależności.
Wreszcie trzecia postać normalna (3NF) idzie o krok dalej w procesie normalizacji, eliminując przechodnie zależności między atrybutami niekluczowymi. Oznacza to, że w tabeli zgodnej z 3NF nie powinno być żadnego atrybutu niekluczowego, który jest zależny od innego atrybutu niekluczowego, który z kolei jest zależny od klucza podstawowego. Mówiąc prościej, wszystkie atrybuty klucza innego niż podstawowy powinny być bezpośrednio zależne od klucza podstawowego, a nie pośrednio poprzez inne atrybuty klucza innego niż podstawowy. W ten sposób 3NF zapewnia minimalizację redundancji przy jednoczesnym zachowaniu łatwości wykonywania zapytań i umożliwieniu efektywnego zarządzania bazami danych.
AppMaster, no-code platforma do tworzenia aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych, w dużym stopniu opiera się na relacyjnych bazach danych na potrzeby przechowywania danych i zarządzania nimi. Przestrzeganie 3NF w procesie modelowania danych jest niezwykle ważne dla zapewnienia wydajności, integralności i skalowalności aplikacji tworzonych za pomocą AppMaster. Stosując się do zasad 3NF, AppMaster może zapewnić wydajną i niezawodną platformę, która umożliwia użytkownikom rozwijanie aplikacji zgodnie z ich konkretnymi potrzebami.
Przykład:
Rozważmy tabelę bazy danych zawierającą informacje o pracownikach, ich działach i lokalizacjach działów:
| Identyfikator pracownika | Imię pracownika | ID działu | Nazwa działu | DziałLokalizacja |
W tej tabeli klucz podstawowy składa się z atrybutów EmployeeID i DepartmentID. Tabela ma kilka zależności, w tym zależność częściową (EmployeeName zależy od EmployeeID) i zależności przechodnie (DepartmentName i DepartmentLocation zależą od DepartmentID, który jest częścią klucza podstawowego). Tej tabeli nie ma w 3NF.
Aby przekonwertować tę tabelę na 3NF, musimy wyeliminować zarówno zależności częściowe, jak i przechodnie. Można to osiągnąć dzieląc dane na osobne tabele:
| Identyfikator pracownika | Imię pracownika | ID działu |
I
| ID działu | Nazwa działu | DziałLokalizacja |
Dzięki zgodności z 3NF nowe tabele nie zawierają zbędnych danych i minimalizują ryzyko wystąpienia anomalii, poprawiając ogólną integralność danych i wydajność relacyjnej bazy danych.
Podsumowując, trzecia postać normalna (3NF) jest podstawową zasadą projektowania i standardem modelowania danych w relacyjnych bazach danych, zapewniając efektywną organizację danych, minimalną redundancję i lepszą integralność danych. Stosując się do zasad 3NF podczas projektowania tabel baz danych, platformy takie jak AppMaster mogą zapewnić solidną i wydajną podstawę do tworzenia i wdrażania różnych aplikacji internetowych, mobilnych i backendowych, co skutkuje zwiększoną produktywnością i obniżonymi kosztami dla klientów każdej wielkości w różnych branżach.
