Einführung in die Datenbankmodellierung und Normalisierung

Die Datenbankmodellierung ist ein mehrstufiger Prozess, der von der Realität über konzeptuelle und logische Schemata zum physischen Schema führt. Die Normalisierung spielt dabei eine zentrale Rolle.

Definition: Normalisierung ist der Prozess, bei dem die Daten einer Datenbank so geordnet werden, dass eine redundanzfreie und klare Struktur entsteht.

Der Normalisierungsprozess umfasst mehrere Schritte:

1. Attribute atomisieren: Zerlegung in so viele Attribute, wie sinnvoll möglich.
2. Attribute einem Schlüssel zuordnen: Festlegung von Primär- und Fremdschlüsseln.
3. Transitive Abhängigkeiten beseitigen: Entfernung indirekter Abhängigkeiten.

Highlight: Die Normalisierung bis zur 3. Normalform ist in den meisten Fällen ausreichend für eine effiziente Datenbankstruktur.

Es gibt verschiedene Arten von Beziehungen zwischen Entitäten in einer Datenbank:

• 1:1 (einfache Assoziation)
• 1:N (multiple Assoziation)
• N:M (multipel-konditionelle Assoziation)

Example: Eine 1:N-Beziehung könnte zwischen "Kunde" und "Bestellung" bestehen, wobei ein Kunde mehrere Bestellungen haben kann.

Die Normalisierung von Daten hilft, diese Beziehungen klar zu strukturieren und Redundanzen zu vermeiden. In den folgenden Abschnitten werden wir die einzelnen Normalformen detailliert betrachten.

Die drei Normalformen: Schrittweise zur optimalen Datenbankstruktur

Die Normalisierung Datenbank einfach erklärt umfasst drei Hauptstufen, die als Normalformen bezeichnet werden. Jede Normalform baut auf der vorherigen auf und verbessert die Datenbankstruktur weiter.

1. Normalform (1NF)

Die erste Normalform fordert, dass alle Attribute nur einfache Attributwerte enthalten.

Definition: In der 1. Normalform müssen alle Attribute atomar sein, d.h. sie dürfen keine zusammengesetzten oder mehrwertigen Attribute enthalten.

Schritte zur Erreichung der 1NF:

1. Identifizieren Sie nicht-atomare Attribute.
2. Wandeln Sie diese in separate Spalten oder neue Relationen um.

Example: Eine Adressspalte könnte in separate Spalten für Straße, Hausnummer, PLZ und Stadt aufgeteilt werden.

2. Normalform (2NF)

Die zweite Normalform baut auf der ersten auf und behandelt die funktionale Abhängigkeit von Nicht-Schlüssel-Attributen.

Definition: In der 2. Normalform muss jedes Nicht-Schlüssel-Attribut voll funktional vom Primärschlüssel abhängig sein.

Schritte zur Erreichung der 2NF:

1. Stellen Sie sicher, dass die 1NF erfüllt ist.
2. Identifizieren Sie Attribute, die nur von einem Teil des Primärschlüssels abhängen.
3. Lagern Sie diese Attribute in neue Relationen aus.

Highlight: Die 2NF ist besonders wichtig bei zusammengesetzten Primärschlüsseln.

3. Normalform (3NF)

Die dritte Normalform eliminiert transitive Abhängigkeiten zwischen Nicht-Schlüssel-Attributen.

Definition: In der 3. Normalform darf kein Nicht-Schlüssel-Attribut transitiv vom Primärschlüssel abhängig sein.

Schritte zur Erreichung der 3NF:

1. Stellen Sie sicher, dass die 2NF erfüllt ist.
2. Identifizieren Sie Nicht-Schlüssel-Attribute, die von anderen Nicht-Schlüssel-Attributen abhängen.
3. Lagern Sie diese in separate Relationen aus.

Example: Wenn in einer Kundentabelle die PLZ die Stadt bestimmt, sollte diese Information in eine separate Tabelle ausgelagert werden.

Die Anwendung dieser Normalformen Datenbanken führt zu einer klaren, redundanzfreien Struktur, die einfacher zu warten und zu erweitern ist. In der Praxis ist die Normalisierung bis zur 3NF oft ausreichend für die meisten Anwendungsfälle.