Типы нормализации в SQL

В реляционных базах данных выделяют несколько нормальных форм: первую, вторую, третью, нормальную форму Бойса — Кодда (BCNF), четвёртую и пятую (1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF, 5NF). Они последовательно уменьшают избыточность и аномалии при изменении данных, при этом BCNF считается более строгим вариантом 3NF и находится между 3NF и 4NF. На практике чаще всего требуют минимум третью нормальную форму.

В базах данных нормализация используется для минимизации избыточности данных и обеспечения их структурной целостности. Она разделяет данные на несколько связанных таблиц, чтобы избежать повторения информации и обеспечить более эффективное управление данными. Основные уровни нормализации описывают различные формы организации данных в таблицах: от 1NF до 5NF, а между 3NF и 4NF обычно отдельно выделяют нормальную форму Бойса — Кодда, или BCNF.

Первая нормальная форма (1NF): Таблица находится в 1NF, если каждый столбец содержит только атомарные (неделимые) значения, то есть данные в каждом столбце являются простыми и не разделяются на более мелкие части. Например, если у нас есть таблица "Заказы", то каждый заказ должен иметь свой уникальный идентификатор, и каждый столбец этой таблицы должен содержать атомарные данные, такие как название товара или количество.

Вторая нормальная форма (2NF): Таблица находится в 2NF, если она находится в 1NF и каждый неключевой столбец полностью функционально зависит от всего первичного ключа. То есть если у нас есть таблица "Заказы" с полями "Идентификатор заказа", "Идентификатор товара" и "Количество", и если "Идентификатор товара" и "Количество" зависят только от "Идентификатора заказа", то таблица находится в 2NF.

Третья нормальная форма (3NF): Таблица находится в 3NF, если она находится в 2NF и каждый неключевой столбец не зависит от других неключевых столбцов, то есть нет транзитивных зависимостей. Например, если у нас есть таблица "Клиенты" с полями "Идентификатор клиента", "Имя клиента" и "Адрес", и если "Адрес" зависит только от "Идентификатора клиента", то таблица находится в 3NF.

Нормальная форма Бойса — Кодда (BCNF): Это более строгий вариант 3NF. Таблица находится в BCNF, если для каждой нетривиальной функциональной зависимости левая часть зависимости является потенциальным ключом. Проще говоря, любой атрибут, от которого зависят другие атрибуты, должен однозначно идентифицировать строку.

Четвёртая нормальная форма (4NF): Этот уровень нормализации уменьшает многозначные зависимости, которые могут возникнуть после применения 3NF. Он устраняет многозначные зависимости, когда множество значений для одного атрибута определяет множество значений для другого атрибута, но не для всех возможных комбинаций значений других атрибутов.

Пятая нормальная форма (5NF): Пятая нормальная форма устраняет возможность потери информации при объединении таблиц. Она устраняет зависимости между атрибутами, которые не являются прямыми или транзитивными. Это достигается путем разделения связанных данных в отдельные таблицы.