Datenbankdesign und Normalisierung Allgemeine Technologien II - SS 2009

Datenbankdesign und Normalisierung

Allgemeine Technologien II - SS 2009

Datenbankdesign

• Erste Vorüberlegungen (Was? Wie?)• Datenmodellierung Wie viele

Tabellenspalten, welche Datentypen?• Tabellen anlegen mit den 5 Normalformen



Grundsätze bei der Datenmodellierung


Normalisierung von Datenbanken

• Grob gesagt: Regelwerk zur Vermeidung von bestimmten Problemen bei einer Datenbank

• Durch E.F. Codd begründet (1970)• Komplexe Tabellen durch Aufteilen – nach

bestimmten Regeln - in mehrere Tabellen vereinfachen

• Dafür bedient man sich den 5 Normalformen


Ablauf

• Das Relationenschema wird dabei in die erste, zweite, dritte usw. Normalform überführt.

• Damit ein Relationenschema in einer Normalform vorliegt, muss es die Kriterien der jeweiligen Normalform erfüllen.

• Die ersten 3 Normalformen sind die wichtigsten


1. Normalform

• Erreicht, wenn:– Pro Tabellenfeld nur ein Wert– Atomare Attributwerte– Eindeutiger Primärschlüssel

Abfragen durch die 1NF erleichtert bzw. überhaupt erst ermöglicht, da die Attributwertebereiche atomar sind.


Verletzung der 1.Normalform


Lösung:


Da jetzt jeder Attributwertebereich atomar ist sowie die Tabelle einen eindeutigen Primärschlüssel (Verbundschlüssel aus den Spalten CD_ID und Track) besitzt, befindet sich die Relation in 1NF.



1.NF ???

2. Normalform

• Erreicht, wenn– 1. Normalform vorhanden– jedes Nichtschlüsselattribut von jedem

Schlüsselkandidaten voll funktional abhängig ist.Anders gesagt: Jedes nicht-primäre Attribut (nicht Teil

eines Schlüssels) ist jeweils vom ganzen Schlüssel abhängig, nicht von nur einem Teil eines Schlüssels.

Jede Tabelle enthält nur Daten eines Themengebiets. Sollte dies nicht der Fall sein, müssen die Daten wie in der ersten Normalform weiter aufgeteilt werden.


Verletzung der 2. NF



3. Normalform

• Erreicht, wenn– Die 2. Normalform erfüllt ist– und jedes Nichtschlüsselattribut von keinem

Schlüsselkandidaten transitiv (kettenartig) abhängt.

– Eine transitive Abhängigkeit besteht immer dann, wenn ein Attribut über ein anderes Attribut (also nicht direkt) vom Primärschlüssel abhängig ist.




Warum Normalisierung?

• Vermeidung von:– Redundanzen– Anomalien (Änderungs-,

Lösch-, Einfüge-Anomalie)

– Inkonsistenzen (= Nicht-Übereinstimmung von Datenwerten)

• Ziele– Vereinfachung des

Aufbaus von Tabellen– Einfache Datenpflege– Stabile und flexible

Strukturen


Zusammenfassung• alle (impliziert: atomaren) Werte beziehen sich auf

den Schlüssel - 1. NF• bei zusammengesetzten Schlüsseln beziehen sie sich

jeweils auf den gesamten Schlüssel - 2. NF• die Werte hängen nur vom Schlüssel ab, und nicht

von weiteren Werten - 3. NFMerksatz: Der Schlüssel, der ganze Schlüssel und nichts

als der Schlüssel - so wahr mir Codd helfe.


• Schwächen im Datenmodell aufgrund fehlender Normalisierung können einen höheren Aufwand bei einer späteren Weiterentwicklung/ Fehlerbehebung bedeuten.

• Befindet sich ein Relationenschema nicht in einer der Normalformen, so nennt man diese Form auch Non-First-Normal-Form (NF²) oder Unnormalisierte Form (UNF).


Ende


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