Trong cơ sở dữ liệu quan hệ, Chuẩn hóa là một kỹ thuật có hệ thống được sử dụng để tổ chức cấu trúc lược đồ của cơ sở dữ liệu một cách tối ưu. Nó nhằm mục đích giảm thiểu sự dư thừa dữ liệu, tính không nhất quán và tính lặp lại trong khi vẫn đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và thực thi các ràng buộc về tính toàn vẹn tham chiếu. Việc chuẩn hóa thích hợp đảm bảo rằng mỗi phần dữ liệu được lưu trữ ở chính xác một nơi, do đó giảm thiểu lỗi và sự mơ hồ. Nó cũng làm cho cơ sở dữ liệu hiệu quả hơn, dễ bảo trì và linh hoạt hơn bằng cách loại bỏ dữ liệu dư thừa, hợp nhất các phần tử dữ liệu liên quan và cung cấp mối quan hệ rõ ràng giữa các thực thể.
Chuẩn hóa lần đầu tiên được giới thiệu bởi EF Codd, chính nhà khoa học máy tính đã phát minh ra chính mô hình quan hệ. Mục tiêu chính của việc chuẩn hóa là ngăn chặn các vấn đề khác nhau có thể phát sinh từ thiết kế cơ sở dữ liệu có cấu trúc kém, chẳng hạn như các vấn đề bất thường và phụ thuộc. Bất thường là sự không nhất quán có thể xảy ra khi dữ liệu được thêm, sửa đổi hoặc xóa, trong khi các vấn đề phụ thuộc khiến việc duy trì cơ sở dữ liệu khó khăn hơn và dễ xảy ra lỗi.
Quá trình chuẩn hóa được thực hiện ở nhiều giai đoạn khác nhau được gọi là "dạng bình thường" (NF), từ Dạng chuẩn thứ nhất (1NF) đến Dạng chuẩn thứ năm (5NF). Mỗi dạng chuẩn biểu thị một mức chuẩn hóa cụ thể và mỗi dạng chuẩn tiếp theo cung cấp một mức tối ưu hóa bổ sung, như sau:
1. Dạng chuẩn thứ nhất (1NF): Trong 1NF, một bảng phải có khóa chính và mỗi thuộc tính chỉ được chứa các giá trị nguyên tử, nghĩa là các giá trị không được lặp lại hoặc chia thành nhiều phần. Các thuộc tính đa giá trị và tổng hợp sẽ bị xóa và bảng được chia thành nhiều bảng nếu cần. Giai đoạn này đảm bảo rằng mỗi hàng trong bảng thể hiện một thực tế duy nhất về một thực thể duy nhất.
2. Dạng thông thường thứ hai (2NF): Để đạt được 2NF, các bảng phải ở dạng 1NF và tất cả các thuộc tính không khóa phải phụ thuộc hoàn toàn vào khóa chính. Sự phụ thuộc một phần, xảy ra khi thuộc tính không khóa chỉ phụ thuộc vào một phần của khóa chính, được loại bỏ bằng cách chia bảng thành các bảng mới có khóa thích hợp.
3. Dạng chuẩn thứ ba (3NF): Để một bảng ở dạng 3NF, nó phải ở dạng 2NF và không có phụ thuộc bắc cầu, nghĩa là các thuộc tính không khóa không được phụ thuộc vào các thuộc tính không khóa khác. Sự phụ thuộc bắc cầu được loại bỏ bằng cách tạo các bảng riêng biệt cho các thuộc tính liên quan gián tiếp và liên kết chúng thông qua khóa ngoại.
4. Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF): BCNF là phiên bản chặt chẽ hơn của 3NF giúp loại bỏ tất cả sự dư thừa còn lại bằng cách đảm bảo rằng mọi yếu tố quyết định (một tập hợp các thuộc tính xác định thuộc tính khác) đều là khóa ứng cử viên. Các bảng đáp ứng yêu cầu BCNF cũng ở dạng 3NF, nhưng điều ngược lại không phải lúc nào cũng đúng.
5. Dạng chuẩn thứ tư (4NF): Một bảng trong 4NF phải ở BCNF và không có phụ thuộc đa giá trị (khi nhiều bộ thuộc tính độc lập phụ thuộc vào khóa chính). Các bảng như vậy được chia thành các bảng nhỏ hơn để loại bỏ sự phụ thuộc nhiều giá trị.
6. Dạng chuẩn thứ năm (5NF): Để đạt 5NF, một bảng phải ở mức 4NF và không có phụ thuộc nối (khi một bảng có thể được xây dựng lại bằng cách nối các bảng khác). Các bảng có sự phụ thuộc vào phép nối sẽ được phân tách thành các bảng nhỏ hơn mà không làm mất thông tin.
Mặc dù đây là các biểu mẫu thông thường chính, nhưng có các biểu mẫu thông thường cao hơn như Biểu mẫu thông thường thứ sáu (6NF) và Biểu mẫu thông thường khóa miền (DKNF) giải quyết các vấn đề cụ thể trong cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng thực tế chỉ yêu cầu chuẩn hóa lên tới 3NF hoặc BCNF.
Việc áp dụng chuẩn hóa trong bối cảnh nền tảng AppMaster có tầm quan trọng lớn vì nó cung cấp cơ sở để tạo các chương trình phụ trợ máy chủ được tiêu chuẩn hóa và hiệu quả cho Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS) được sử dụng trong nền tảng. AppMaster sử dụng cơ sở dữ liệu tương thích với Postgresql làm kho dữ liệu chính, đòi hỏi phải triển khai các lược đồ chuẩn hóa để có khả năng tương thích, khả năng mở rộng và hiệu suất cao.
Ví dụ: nếu người dùng thiết kế một ứng dụng có mô hình dữ liệu phức tạp với nhiều mối quan hệ, quy trình chuẩn hóa của AppMaster sẽ tối ưu hóa mô hình để ngăn chặn sự dư thừa và không nhất quán, đạt được cấu trúc dễ bảo trì hơn. Bằng cách sử dụng chuẩn hóa trong giai đoạn thiết kế, AppMaster đảm bảo rằng các ứng dụng được tạo ra mạnh mẽ, có thể mở rộng và dễ bảo trì, tuân thủ các thực tiễn được ngành chấp nhận trong thiết kế cơ sở dữ liệu.
Tóm lại, chuẩn hóa là một quá trình quan trọng trong việc thiết kế các lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ, đảm bảo khả năng mở rộng, khả năng bảo trì và hiệu suất. Vì nền tảng no-code AppMaster cho phép phát triển ứng dụng cho nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, từ doanh nghiệp nhỏ đến doanh nghiệp, quá trình chuẩn hóa đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các chương trình phụ trợ máy chủ hiệu quả và có cấu trúc, đảm bảo rằng các ứng dụng được sản xuất đáp ứng được kỳ vọng ở cấp doanh nghiệp và các yêu cầu.
