Что такое нормализация базы данных? Что такое нормальные формы?

Нормализация базы данных — это структурированный набор шагов для оптимального проектирования модели базы данных. Посредством нормализации базы данных администраторы баз данных, инженеры данных и архитекторы данных могут моделировать и проектировать структуру хранения данных приложения таким образом, чтобы уровень базы данных приложения функционировал с максимальной эффективностью.

В этом контексте модель данных относится к набору отношений и концептуальных сущностей, специфичных для варианта бизнес-использования, который представляют данные. Например, в случае данных розничного банковского обслуживания это может включать информацию о финансовых операциях и сберегательных счетах клиентов.

Поскольку большинство веб-сайтов и программных приложений для эффективной работы полагаются на хранение данных, нормализация базы данных остается важным шагом в управлении данными.

Стоит отметить, что существует также шестая нормальная форма (6НФ). Тем не менее, 6NF еще не стандартизирован, поэтому я не включил его в это определение.

Связанная литература из технического словаря встроенного устройства Что такое архитектура данных

Процесс нормализации базы данных является важным шагом в управлении базами данных по многим причинам. Нормализация базы данных помогает нам:

Аномалии базы данных — это ошибки, возникающие при изменении данных, например при вставке, обновлении или удалении определенных значений или атрибутов данных. Эти изменения могут привести к неправильным или отсутствующим данным. Нормализация данных может предотвратить возникновение этих проблем в базе данных во время ежедневных операций.

Функциональные зависимости — это отношения между атрибутами базы данных, которые представляют собой концептуальные и физические объекты, которые представляют данные. Атрибутом клиента может быть его номер телефона или домашний адрес.

Вот как это работает: один атрибут (A) функционально зависит от другого атрибута (B), когда, зная значение B, вы можете однозначно определить значение A. Этот процесс не работает в обратном направлении. Другими словами, функциональные зависимости представляют отношения между данными. Их лучше всего организовать или управлять посредством нормализации — процесса, который я продемонстрирую ниже.

При проектировании базы данных мы хотим избежать зависимости многих частей базы данных (и ее данных) от нескольких других частей базы данных. Другими словами, мы хотим избежать тесно связанной системы.

В тесно связанной системе одна часть системы может выйти из строя или перестать функционировать, что приведет к поломке многих других частей, что в конечном итоге негативно скажется на производительности базы данных.

Нормализация помогает администраторам баз данных создать слабосвязанную систему, более модульную и менее взаимозависимую. Эта слабая связь помогает при оперативной диагностике и анализе первопричин проблем, когда они неизбежно возникают.

Дополнительная база данных 101 от наших экспертовЧто такое реляционная база данных?

В управлении базами данных избыточность в основном относится к наличию дублирующихся данных в системе, которых можно избежать посредством нормализации. Важно избегать дублирования данных, поскольку это может сэкономить нам дополнительные деньги и ресурсы хранения, необходимые для их обслуживания, а также риск необходимости обновлять/поддерживать согласованность данных в нескольких местах вместо упрощения модели данных.

Положительным побочным эффектом всего вышеперечисленного является предотвращение ошибок, системных проблем и, в конечном итоге, даже потенциального простоя программного приложения. Простой системы может произойти из-за сбоев на уровне базы данных, если данные не нормализованы должным образом. Этот аспект напрямую связывает правильное управление и хранение данных приложения во внутренних системах с качеством обслуживания клиентов на внешнем уровне — и, в конечном итоге, с рыночным успехом компании, владеющей приложением.

Нормализованная база данных также помогает добиться повышения эффективности. Например, вашей системе может потребоваться выполнить меньший набор операций для моделирования, обслуживания и обработки данных для клиентов. Меньший набор операций из-за хорошо нормализованных данных также требует меньше вычислительной мощности, что приводит к экономии затрат на программную инфраструктуру (или стек), на которой работает приложение базы данных. По этой причине нормализация базы данных также напрямую связана с экономией эксплуатационных расходов.