В эпоху, которую мы переживаем, данные - это новое золото. Настоящим сокровищем, которым обладают компании, теперь являются данные. Количество данных, которыми располагает компания или организация, и то, как она может их использовать, имеет огромное значение для ее успеха. Это связано с тем, что сегодня решения, маркетинг, развитие, рост, управление клиентами и продажи основываются на данных. Большой проблемой для компаний сегодня является работа с огромным количеством данных, поэтому мы все чаще сталкиваемся с нормализацией данных. Но что такое нормализация данных? Зачем она нам нужна? И каковы ее преимущества? В этой статье мы ответим на все эти и другие вопросы.
Что такое нормализация данных?
Нормализация данных, или нормализация базы данных, - это процесс организации и структурирования базы данных с целью сокращения избыточности данных. Проще говоря, процесс нормализации базы данных - это способ убедиться в том, что каждое поле и запись организованы логически таким образом, чтобы не только избежать избыточности, но и сделать использование любой реляционной базы данных более эффективным: избежать ошибок ввода данных, случайного удаления, а также облегчить процесс обновления данных. Понять нормализацию данных очень просто, но этот процесс сложнее, чем кажется. Нормализация данных подчиняется определенным правилам, которые диктуют, как должна быть организована база данных.
Преимущества нормализации данных
Используете ли вы реляционные базы данных, CRM платформы, анализ данных или каким-либо образом связаны с разработкой приложений, вам понадобится нормализация данных. Вы можете думать, что нормализация базы данных может стать дополнительной работой для вас и вашей команды, но как только вы узнаете о ее преимуществах, вы измените свое мнение. Итак, каковы преимущества нормализации данных?
Уменьшение размера базы данных
Когда у вас есть данные, которые повторяются в вашей базе данных, вам нужно много места для хранения этих данных, но это совершенно напрасная трата. Нормализация данных приводит к уменьшению пространства для хранения базы данных, а это, как вы знаете, означает экономию ресурсов и денег.
Упрощение запросов
Искать информацию в хорошо организованной базе данных всегда проще, чем в беспорядочной, независимо от того, делаете ли вы это вручную или с помощью автоматизированного цифрового инструмента.
Облегчение обслуживания
Нормализация базы данных предотвращает проблемы и облегчает обслуживание базы данных. Опять же, это позволяет избежать напрасной траты ресурсов и денег.
Улучшение производительности
Как вы, возможно, уже знаете, базы данных лежат в основе функционирования каждого приложения или программного обеспечения в целом. Нормализация базы данных ускоряет процесс извлечения данных, что, соответственно, повышает производительность вашего приложения.
Кому нужна нормализация данных?
Нормализация данных нужна всем, кто имеет дело с данными и базами данных в любых целях. Нет смысла иметь избыточную, плохо организованную базу данных. Однако есть некоторые области, где нормализация данных особенно важна:
- анализ данных: если вам нужно извлечь полезную информацию из нескольких баз данных, необходимо, чтобы они были нормализованы.
- разработка программного обеспечения: нормализация данных имеет огромное значение при оптимизации производительности любого приложения. Она становится чрезвычайно важной, когда разработчикам необходимо интегрировать данные из приложения "программное обеспечение как услуга " в процесс разработки.
- бизнес: каждой компании необходимо собирать данные, а затем использовать их для принятия решений, развития бизнеса, разработки маркетинговой стратегии и т.д.
- профессионалы: каждый, кто имеет независимую работу, нуждается в организации своих клиентов, их информации, каталога услуг/продуктов и т.д. Другими словами, им нужны базы данных и нормализация данных.
Как работает нормализация данных
До сих пор мы говорили о нормализации данных как о теоретической концепции. Однако, когда мы углубились в ее практические аспекты, мы обнаружили, что это процесс, состоящий из стандартов и определенных правил, которые необходимо знать, если вы хотите оптимизировать свои базы данных и использовать все преимущества, о которых мы говорили выше.
По своей сути, нормализация данных - это определение стандартов для всех данных, вводимых в базы данных. Например, если у нас есть база данных клиентов с их номерами телефонов и адресами, наши стандарты могут быть следующими:
- Все имена записаны в такой форме: Дурсли, Вернон.
- Все номера телефонов записываются в такой форме: 530-000-0000.
- Все адреса пишутся в такой форме: 4, Private Drive, San Francisco.
Однако некоторые стандарты являются общими для всех, кто имеет дело с базами данных, где бы они ни находились и чем бы ни занимались. Существуют некоторые правила, сгруппированные в уровни, называемые нормальными формами. Они организованы таким образом, что каждая нормальная форма основывается на предыдущей; другими словами, вы можете применить вторую нормальную форму только в том случае, если вы уже применили первую.
Стандартизировано несколько нормальных форм, но самыми распространенными и наиболее важными для знания являются первые три - именно поэтому в этой статье мы рассматриваем их более подробно. Однако, помимо нормальных форм, существуют и другие общие правила, которых необходимо придерживаться. Например, таблицы в базе данных должны содержать первичный ключ. Значения первичного ключа отличают каждую строку и связывают каждую запись с уникальным идентификатором. Поэтому, прежде чем переходить к первой нормальной форме, убедитесь, что ваша база данных или таблица содержит поле первичного ключа.
Первая нормальная форма (1НФ)
Первая нормальная форма диктует, что каждое поле вашей базы данных должно хранить только одно значение и что в одной базе данных не должно быть двух полей, одинаково хранящих информацию. Давайте поясним это на примере. Это база данных, в которой хранится информация о курсах и профессорах, которые их преподают.
| Идентификатор профессора | Имя профессора | Курсы |
| P001 | Грегор Митчелл | Литература Творческое письмо |
| P002 | Анджела МакГалл | Физика |
Эта база данных нарушает первую нормальную форму двумя способами:
- В одном поле два значения, так как профессор Митчелл преподает два курса;
- Имеются два поля, хранящие схожую информацию: Professor ID и Professor Name оба предоставляют информацию о личности профессора.
Чтобы нормализовать нашу базу данных, нам нужно разделить ее на две части:
- Первая будет содержать информацию, связанную с личностью профессоров, и будет включать два поля: ID профессора и Имя профессора.
- Вторая будет содержать два поля: одно для курсов и одно для ID профессора, соответствующего профессору, который преподает этот курс.
Итак, у нас есть две базы данных, где первая имеет связь "один ко многим" со второй. Две таблицы соединены внешним ключом, то есть полем ID профессора.
Вторая нормальная форма (2НФ)
Вторая нормальная форма направлена на уменьшение избыточности, гарантируя, что каждое поле хранит информацию, которая говорит нам что-то о первичном ключе. Другими словами:
- Каждая база данных должна иметь только один первичный ключ
- Все непервичные ключи должны полностью зависеть от первичного ключа.
Эти два принципа гарантируют, что каждая база данных хранит последовательную информацию об одном и том же аргументе, который содержится в первичном ключе. Опять же, давайте поможем нашему пониманию на примере.
У нас есть база данных Professor Birthday and Department, которая выглядит следующим образом:
| Профессор Имя | День рождения | Кафедра |
| Гарри Грей | Июль, 1 | Литература |
| Виктория Уайт | Сентябрь, 19 | Литература |
| Павел Саул | Март, 1 | Литература |
| Джеймс Смит | Июнь, 5 | Наука |
Приведенная выше база данных следует первой нормальной форме, потому что каждое поле содержит только один фрагмент информации, и все поля предоставляют разную информацию. Однако она не соответствует второй нормальной форме, потому что, в то время как поле "День рождения" полностью зависит от их имени, поле "Факультет", к которому они принадлежат, не зависит от их дня рождения.
Чтобы нормализовать эту базу данных, нам снова нужно разделить ее на две части:
- База данных "День рождения профессора", которая включает два поля: имя профессора и день рождения
- База данных "Кафедра профессора", которая включает два поля: имя профессора и кафедра
Третья нормальная форма (3НФ)
База данных соответствует третьей нормальной форме, если в ней нет ни одной переходной зависимости. Что такое переходная зависимость? Переходная зависимость возникает, когда столбец B в вашей базе данных зависит от столбца A, который зависит от первичного ключа. Чтобы нормализовать базу данных в соответствии с третьей нормальной формой, необходимо удалить столбец B, который не зависит напрямую от первичного ключа, и хранить эту информацию во второй базе данных с собственным первичным ключом.
Приведем еще один пример. У нас есть база данных заказов:
| ID заказа | Дата заказа | Идентификатор клиента | Почтовый индекс клиента |
| D001 | 01/3/2022 | C001 | 97438 |
| D002 | 06/15/2022 | C002 | 08638 |
В этой базе данных не соблюдается третья нормальная форма, потому что у нас есть первичный ключ, ID заказа. Дата заказа и ID клиента полностью зависят от него, но Zip Code клиента зависит от ID клиента, который не является первичным ключом. Как мы уже говорили, для нормализации этой базы данных в соответствии с третьей нормальной формой нам нужно создать вторую базу данных Customer Zip Code Database, которая свяжет каждый ID клиента с его Zip Code.
Что такое SQL-ключи?
Нормализация данных становится, конечно же, очень важной, когда мы имеем дело с базой данных SQL. SQL - это стандартный язык для реляционных систем баз данных, используемый любым компьютером для хранения, манипулирования и извлечения данных из реляционной базы данных. SQL ключи - это атрибуты (это может быть один или несколько атрибутов), используемые для получения данных из базы данных или таблицы. Они также используются для создания связей между различными базами данных.
Существуют наиболее важные типы SQL-ключей:
- Суперключ: суперключ - это комбинация одного или нескольких столбцов в таблице, которая однозначно идентифицирует одну строку в таблице.
- Внешний ключ: он важен, когда у вас есть две связанные базы данных. В примере, который мы привели для второй нормальной формы, у нас было две нормализованные базы данных, которые "делили" поле Professor ID. Идентификатор профессора - это внешний ключ, который служит для того, чтобы сообщить базам данных, что они связаны.
- Первичный ключ: это разновидность ключа SQL. Как мы уже говорили, согласно первой нормальной форме, в каждой таблице не может быть более одного первичного ключа, и все поля должны напрямую и полностью зависеть от него.
Заключение
В этой статье мы обсудили важность нормализации данных. Как мы уже упоминали, она может показаться процессом, замедляющим рабочий процесс и усложняющим его, но преимущества ее таковы, что она стоит дополнительной работы.
Нормализация данных - это также пример того, как управление базами данных может стать чрезвычайно сложным. По этой причине важно полагаться на инструменты, которые могут максимально упростить работу. В этой связи стоит порекомендовать no-code инструмент AppMasters, который позволяет создавать приложения и управлять их базами данных без написания кода. Возможно, вам все же придется выучить правила нормализации данных, но применять их станет намного проще!
