Что такое нормальные формы в реляционных базах данных?

Нормальные формы (НФ) — это набор правил проектирования схемы БД, направленных на устранение избыточности данных и аномалий при операциях вставки, обновления и удаления (аномалии модификации).

Основные нормальные формы:

1. Первая нормальная форма (1НФ):

   • Все значения атрибутов атомарны (неделимы).
   • В таблице нет повторяющихся групп строк или столбцов.

     
     -- НЕ 1НФ: столбец 'phones' содержит составное значение
     CREATE TABLE contacts (id INT, name VARCHAR(100), phones VARCHAR(255)); -- '123, 456'

   -- 1НФ: каждый телефон в отдельной строке CREATE TABLE contacts (id INT, name VARCHAR(100), phone VARCHAR(20));

2. Вторая нормальная форма (2НФ):

   • Таблица находится в 1НФ.
   • Каждый неключевой атрибут полностью зависит от всего составного первичного ключа (нет частичных зависимостей).

     -- НЕ 2НФ: 'supplier_name' зависит только от 'supplier_id', а не от всего ключа (order_id, supplier_id)
     CREATE TABLE order_supplies (order_id INT, supplier_id INT, supplier_name VARCHAR(100), item VARCHAR(100));
     -- Решение: вынести supplier_name в отдельную таблицу suppliers.

3. Третья нормальная форма (3НФ):

   • Таблица находится в 2НФ.
   • Нет транзитивных зависимостей: неключевые атрибуты не зависят от других неключевых атрибутов.

     -- НЕ 3НФ: 'city_population' зависит от 'city', а не напрямую от 'employee_id'
     CREATE TABLE employees (employee_id INT, name VARCHAR(100), city VARCHAR(100), city_population INT);
     -- Решение: вынести city и city_population в отдельную таблицу cities.

Цель нормализации: повысить целостность данных, упростить поддержку и избежать противоречий. Денормализация иногда применяется осознанно для повышения производительности чтения в OLAP-системах.