В контексте реляционных баз данных нормальная форма относится к определенному уровню организации и структуры внутри данной схемы базы данных, целью которого является минимизация избыточности, повышение согласованности и обеспечение эффективного выполнения различных операций с базой данных. Нормальные формы являются важным аспектом проектирования и поддержки реляционных баз данных, поскольку они помогают оптимизировать производительность, целостность и удобство обслуживания этих систем. Существует несколько уровней нормализации, каждый из которых имеет свои собственные правила и функции, которые обычно называют первой нормальной формой (1NF), второй нормальной формой (2NF), третьей нормальной формой (3NF), нормальной формой Бойса-Кодда (BCNF или 3.5). NF), четвертая нормальная форма (4NF) и пятая нормальная форма (5NF).
Процесс обеспечения соответствия таблиц базы данных этим нормальным формам называется нормализацией. Нормализация предполагает разделение больших таблиц на более мелкие таким образом, чтобы уменьшить избыточность данных и обеспечить функциональные зависимости между столбцами. Эти функциональные зависимости помогают описать, как элементы данных в таблице связаны друг с другом, тем самым предотвращая аномалии данных, такие как аномалии вставки, обновления и удаления, которые могут возникнуть из-за плохо спроектированных схем базы данных и привести к повреждению или потере данных.
Большинство реляционных баз данных в отрасли работают на уровне третьей нормальной формы, поскольку считается, что он обеспечивает хороший баланс между целостностью данных и эффективностью. Однако достижение более высоких нормальных форм иногда может быть необходимо в зависимости от требований сложных программных систем, например, созданных с использованием no-code платформы AppMaster. Соблюдение этих правил может оказать существенное влияние на производительность, масштабируемость и удобство обслуживания приложений, созданных с помощью AppMaster.
Первая нормальная форма (1NF) представляет собой самый базовый уровень нормализации и служит основой для других. Таблица считается находящейся в 1NF, если она имеет следующие характеристики:
- Все записи в таблице являются атомарными, то есть содержат одно значение.
- Все записи в таблице идентифицируются уникальным идентификатором или первичным ключом.
- Порядок столбцов и порядок строк не влияют на интерпретацию данных в таблице.
Вторая нормальная форма (2NF) основывается на 1NF и дополнительно обеспечивает согласованность, гарантируя, что все атрибуты непервичного ключа полностью функционально зависят от первичного ключа таблицы. Это устраняет частичные зависимости и уменьшает избыточность в хранилище данных.
Третья нормальная форма (3НФ), достигнутая после успешной реализации 2НФ, делает еще один шаг вперед, удаляя транзитивные зависимости, гарантируя, что атрибуты непервичного ключа зависят только от первичного ключа, а не от других атрибутов непервичного ключа. Этот уровень нормализации предотвращает возникновение несогласованностей в базе данных из-за косвенных зависимостей.
Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF или 3.5NF) — это более строгая версия 3NF, которая устраняет определенные аномалии, которые все еще могут оставаться в схеме 3NF. BCNF уделяет больше внимания наличию подходящих ключей-кандидатов и поддерживает функциональные зависимости, устраняя при этом избыточность и перекрытие информации.
Четвертая нормальная форма (4NF) занимается устранением многозначных зависимостей в таблицах. Такие зависимости возникают, когда наличие нескольких атрибутов в таблице приводит к ненужному дублированию данных. 4NF гарантирует, что каждый атрибут независимо зависит от первичного ключа, а не имеет множество переплетенных зависимостей в одной таблице.
Пятая нормальная форма (5NF) — это высший уровень нормализации, целью которого является удаление зависимостей соединения, которые не подразумеваются ключевыми ограничениями. 5NF обычно не достигается на практике из-за его сложности, а соблюдение 4NF обычно считается достаточным для большинства приложений.
В целом, концепция нормальных форм играет решающую роль в разработке эффективных, согласованных и обслуживаемых реляционных баз данных. Следуя процессу нормализации, разработчики гарантируют, что они обеспечивают оптимальную структуру базы данных. В контексте платформы AppMaster соблюдение этих принципов может привести к повышению производительности и сокращению технического долга, что позволит с легкостью создавать надежные и масштабируемые приложения.
