2.6) Normalformen

Die Kriterien eines guten Datenbankentwurfs sind einerseits möglichst geringe Redundanz und andererseits von Einfügen, Lösch- und Änderungsanomalien abhängig. Um Redundanzen und Anomalien zu vermeiden, führen wir den Begriff Normalform ein, der uns hilft unerwünschte Eigenschaften der Datenbank zu vermeiden.

Ein Relationenschema R ist in 1NF wenn der Wertebereich aller Attribute von R atomar sind. D.h. wenn keine mehrwertigen Attribute vorkommen.

Eine Relation befindet sich in der 1. Normalform, wenn

• sie zweidimensional ist, d.h. ein Gebilde aus Zeilen und Spalten
• sich in jedem Datensatz nur Daten befinden, die zu einem Objekt der realen Welt gehören, und jeder Datensatz nur einmal vorkommt
• sich in jeder Spalte nur Daten befinden, die einem Attribut entsprechen, und das Attribut nur einmal in der Relation vorkommt
• für jedes Attribut nur ein Wert eingetragen ist

Bei der Transformation einer nicht normalisierten Datenstruktur in die 1. Normalform geht man wie folgt vor:

• Man entfernt alle Mehrfacheinträge in einem Attribut. Jedem Attribut eines Datensatzes darf höchstens ein Wert zugewiesen sein.

• Das Feld Name beinhaltet Album und Interpret
• Das Feld Titelliste enthält eine Aufzählung aller Titel

• Zur Sortierung nach Interpret muss das Feld Name in Album und Interpret aufgeteilt werden
• Den Titel können (mit einfachen Mitteln) nur alle gleichzeitig als Titelliste oder gar nicht dargestellt werden

→ Das Relationenschema ist nicht in 1. Normalform!

Ein Relationenschema R ist in zweiter Normalform, wenn es in 1NF ist, und jedes Nicht-Schlüsselfeld vom ganzen Primärschlüssel (der auch aus mehreren Feldern bestehen kann) abhängig ist.
Wichtig ist, dass Datenfelder nicht nur von einem Teilschlüsselfeld, sondern vom gesamten Schlüssel funktional abhängig sind.

Jedes Tupel muss immer vom gesamten Schlüssel abhängen, sonst ist es nicht in 2. Normalform!

Gegeben ist folgende Tabelle:

z.B.: Durch ein Update des Albums kommt es zu einer Dateninkonsistenz

Problem: Der Ort hängt nicht vom gesamten Schlüssel (PLZ,Nachname) ab, sondern nur von einem Teil des Primärschlüssels (PLZ)!

Ein Relationenschema R ist genau dann in 3NF, wenn es die 1NF und die 2NF erfüllt, und wenn kein nicht primes Attribut von einem Schlüssel in R transitiv abhängt.

Bei der Transformation von der 2. Normalform in die 3. Normalform geht man wie folgt vor:

• Entferne alle transitiven Abhängigkeiten durch Teilen der Relation in mehrere Relationen, in denen alle Nicht-Schlüsselfelder direkt vom gesamten Schlüsselfeld abhängig sind.
• Füge bei Bedarf ein weiteres Schlüsselfeld hinzu.

Transitivitätsregel K→X, X→A : K→A

Gegeben sei eine Tabelle mit folgenden Feldern:

Offensichtlich lässt sich der Interpret einer CD aus der CD_ID bestimmen. Das Band-Gründungsjahr der Band hängt dagegen vom Interpret und damit nur !!transitiv!! von der CD_ID ab.

Auch hier besteht eine Datenredundanz, wodurch Inkonsistenzen beim Ändern auftreten können.

Problem: Der Ort ist eigentlich von der PLZ abhängig

Zwei Tabellen: