Что такое нормализация базы данных и зачем она нужна?

Ответ

Нормализация — это процесс организации данных в базе данных с целью уменьшения избыточности и улучшения целостности данных. Основная задача — разбить большие таблицы на более мелкие и четко определенные, установив между ними связи.

Ключевые цели нормализации:

  • Устранение избыточности данных: Каждая часть данных хранится только в одном месте.
  • Защита от аномалий: Предотвращение проблем при вставке, обновлении или удалении данных (например, удаление клиента приводит к потере информации о его заказах).
  • Обеспечение целостности данных: Гарантия того, что данные и их связи логически корректны.

Процесс нормализации следует правилам, называемым нормальными формами (NF). Наиболее часто используются:

  • 1NF (Первая нормальная форма): Все атрибуты атомарны (неделимы), нет повторяющихся групп столбцов.
  • 2NF (Вторая нормальная форма): Находится в 1NF, и все неключевые атрибуты полностью зависят от первичного ключа.
  • 3NF (Третья нормальная форма): Находится в 2NF, и все атрибуты зависят только от первичного ключа, а не от других неключевых атрибутов.

Пример (переход к 3NF):

До нормализации (одна таблица):

Orders(OrderID, CustomerName, CustomerAddress, ProductName, Price, Quantity)

После нормализации (разделение на сущности):

Customers(CustomerID, Name, Address)  
Products(ProductID, Name, Price)  
Orders(OrderID, CustomerID, ProductID, Quantity)

Плюсы:

  • Экономия места на диске.
  • Упрощение поддержки и обновления данных.
  • Высокая целостность и отсутствие аномалий.

Минусы:

  • Увеличение количества JOIN-операций в запросах.
  • Как следствие, возможное снижение производительности на сложных выборках.

Нормализация — это фундаментальный принцип проектирования реляционных БД, но иногда для повышения производительности применяют обратный процесс — денормализацию.