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      INHALT MySQL Relationale Datenbanken - Normalisierung

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Normalisierung?

Das Thema Normalisierung bereitet vielen Teilnehmern Schwierigkeiten. Deshalb habe ich versucht verschiedene Erklärungsmodelle/Beispiele aufzunehmen.
alternative Erklärungsansatz für die erste und zweite Normalform (Ursprungsversion)

Weshalb Normalisieren wir?

Überführung komplexer Beziehungen innerhalb von Tabellen in einfache Beziehungen durch Aufteilung der Attribute einer Tabelle auf mehrere Tabellen.
Ziel sind stabile und flexible Datenstrukturen.

D.h.:
Komplexe Tabellen sollen durch eine Aufteilung in mehrere Tabellen entflechtet werden.
So das dabei stabile und flexible Strukturen entstehen und keine Anomalien mehr auftreten
(siehe Was sind Datenbanken? - Probleme)

Die Normalisierung erfolgt in mehreren Stufen:

  • Nullte Normalform
  • Erster Normalform (1NF)
  • Zweite Normalform (2NF)
  • Dritte Normalform (3NF)
  • Boyce-Codd Normalform (BCNF)
  • Vierte Normalform (4NF)
  • Fünfte Normalform (5NF)
Jede Stufe beinhaltete die vorangegangene d.h. ist eine DB in der 3 NF so ist sie auch automatisch in der 2NF,1Nf,0NF...

Relevant für uns sind nur die ersten vier (bis zur 3NF)


Was benötigen wir zum Normalisieren?

Schlüssel, Regeln, Gehirnschmalz

Folgendes Beispiel ( nach Helmut Jarosch " Datenbankentwurf") : Informationssystem über Kinofilme (z.B. IMDB)

Anforderungen: Konkret: Datenbank einer Produktionsfirma
In einer Datenbank sollen Informationen zu Filmen gespeichert werden.
Dabei ist es von Interesse von wem und in welchem Studio ein Film gedreht wurde.
Um den Regisseur bezahlen zu können ist seine Kontonummer erforderlich.
Weiterhin sollen alle am Film beteiligten Schauspieler mit ihrer momentanen Adresse gespeichert werden.

Nullte Normalform

Alle Ausprägungen aus der realen Welt (Der Film) werden abstrahiert und in Felder zerlegt (Name_des_Films) in einer Tabelle abgebildet.
Dabei werden alle Felder entfernt die errechnet werden können.
  • z.B. Würde die Kosten des Films sowie die Laufzeit gespeichert werden bräuchten wir kein Feld in dem die Kosten pro Filmminute gespeichert sind da dies errechnet werden kann
Film NullteNormalform

Erste Normalform

Definition

Eine Relation ist in der Ersten Normalform, wenn jeder Attributwert atomar ist.

Erklärung

Ein Attributwert ist atomar, wenn er nicht aus mehreren Werten zusammengesetzt ist. (Hilfe: Sobald Werte in einem Feld getrennt werden müssen, verstösst man gegen die 1NF!)
  • z.B. Namen der Schauspieler ist nicht Atomar, da in diesem Feld bei mehr als einem Mitwirkenden Schauspieler mehrere Namen gespeichert werden müssten. Ebenso verhält es sich mit den Adressen der Schauspieler...

Abhilfe:
Attribute mit Nicht-atomaren-Attributwerten werden in mehrere Attribute aufgeteilt.
Diese Gruppe von Attributen wird aus der Tabelle entfernt und in einer eigenen Tabelle untergebracht.

  • z.B. Namen der Schauspieler und Adressen der Schauspieler werden in eine extra Tabelle transferiert. Da es zu einem Film mehrere Schauspieler geben kann. Zu jedem Schauspieler gehört jedoch nur eine Adresse. Deshalb wird dies mit in die Schauspielertabelle transferiert
Film Erste Normalform

Zweite Normalform

Definition

Eine Relation ist in der Zweiten Normalform, wenn sie in der Ersten Normalform ist und jedes Nicht-Schlüsselattribut von jedem Schlüsselkandidaten vollständig funktional abhängig ist.

Achtung

  • Besteht der Primärschlüssel (pk) nur aus einem einzigen Attribut (also kein zusammengesetzter Schlüssel), so ist ein Datensatz in Erster Normalform bereits automatisch in Zweiter Normalform.

Erklärung

Ein Attribut das kein Schlüssel ist darf nicht nur von einem Teil des Primärschlüssels voll funktional abhängig sein sondern muss von beiden abhängen.
D.h. Sobald ein Attribut nur von einem Teil des Schlüssels vollständig abhängig ist verstößt dies gegen die zweite Normalform.

  • z.B. Kontonummer des Regisseurs ist nicht vom kompletten Primary Key (Name des Films und Name des Regisseurs) abhängig sondern nur vom Regisseur selbst also vom Namen des Regisseurs..

Abhilfe:
Datenfelder, die von einem zusammengesetzten Primarschlüssel nicht vollständig funktional abhängig sind, werden in weiteren Tabellen untergebracht. Der Teil des Schlüsselkandidaten, von dem ein ausgelagertes Datenfeld funktional abhängig ist, wird Primärschlüssel der neuen Tabelle.

  • z.B. Der Regisseur wird als eigene Tabelle angelegt mit dem Primär Schlüssel Name des Regisseurs und dem Attribut Kontonummer das nun voll funktional vom PK abhängig ist
    Als Ergebnis erhalten wird die drei folgenden Tabellen.
Film Zweite Normalform

Begrifflichkeiten

Beziehung
Darunter versteht man die Beziehungen von Tabellen untereinander.
  • 1:1 (sprich: eins zu eins)
    Ein Element in der einen Tabelle hat genau ein entsprechendes Element in der anderen
    (Macht nur dann Sinn wenn Datenfelder ausgelagert sollen um sie z. B: mit anderen Berechtigungen zu versehen (Lohndaten, Passwörter))
  • 1:0 (sprich: eins zu 0)
    Ein Element muss kein entsprechendes Element in der anderen Tabelle haben ...
    (z. B. Optionale Werte in einem Formular in einer extra Tabelle diese hängt immer an einem DS wenn überhaupt ein Eintrag vorhanden ist)
  • 1:n (sprich: eins zu n)
    Ein Element kann viele Einträge haben
    (z.B. Schauspieler spielen viele in einem Film mit/ Ein Regisseur dreht viele Filme)
  • n:m (sprich: n zu m)
    Mehrfach vorkommende Elemente auf beiden Seiten
    Nicht nur viele Schauspieler spielen nur in einem Film mit sondern Schauspieler spielen auch in vielen Filmen mit.

    m:n Beziehungen lassen sich nur über eine sogenannte Kreuztabelle in Relationalen Datenbanken realisieren!

 
Was ist ein Schlüssel? Datenbank Tool für MySQL PhpMyAdmin


 

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