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Normalisierung und Normalformen

#Vorlesung #Datenmanagement und #Datenbanken an der #Technischen #Hochschule #Mannheim Normalisierung und Normalformen In diesem Abschnitt wird das grundlegende Konzept der Normalisierung im Kontext relationaler Datenbanksysteme behandelt. Ziel der Normalisierung ist es, redundante Daten zu vermeiden und die Struktur der Tabellen so zu gestalten, dass Inkonsistenzen und Anomalien ausgeschlossen werden. Das gelingt durch die gezielte Aufteilung von Attributen auf mehrere logisch getrennte Tabellen. Ausgangspunkt ist meist die sogenannte Nullte Normalform, bei der alle Informationen unstrukturiert in einer einzigen großen Tabelle liegen – beispielsweise mit Rechnungsnummer, Kundendaten, Produkt- und Lieferanteninformationen zusammen in einer Zeile. Das Problem: Redundanzen, die zu Speicherplatzverschwendung und inkonsistenten Daten führen können. Die Erste Normalform verlangt, dass alle Datenfelder atomar sind – jede Zelle enthält nur eine Information, zusammengesetzte oder Listenwerte sind nicht erlaubt. Beispielsweise werden Name, Adresse oder „Gültig bis“-Angaben in einzelne Felder wie Vorname, Nachname, Straße, Hausnummer, Postleitzahl und Ort zerlegt. In der Zweiten Normalform muss jedes Nicht-Schlüsselattribut vollständig vom gesamten Primärschlüssel abhängen. Gibt es zusammengesetzte Schlüssel, sind partielle Abhängigkeiten nicht erlaubt. Das bedeutet, dass jede Information genau zu der Entität gehört, zu der sie logisch passt. So werden Kundendaten, Produkte, Lieferanten, Rechnungen, Rechnungspositionen und Rabatte jeweils in eigenen, sauber getrennten Tabellen gespeichert. Mengen und Rabatte, die zu Produkt-Lieferanten-Beziehungen gehören, werden ebenfalls entsprechend auf separate Tabellen verteilt. Die Dritte Normalform fordert darüber hinaus, dass kein Nicht-Schlüsselattribut transitiv von einem anderen Attribut abhängt – also nicht indirekt über ein weiteres Feld. Klassische Beispiele sind die Trennung von Privat- und Geschäftskunden in eigene Tabellen, damit etwa der Firmenname nur dort gespeichert wird, wo er wirklich gebraucht wird, oder die Auslagerung von Adressen in eine zentrale Adresstabelle, auf die sowohl Kunden als auch Lieferanten per Schlüssel verweisen. Für noch höhere Effizienz lässt sich die Adressstruktur weiter optimieren, indem etwa Postleitzahl und Ort in einer eigenen Tabelle zusammengefasst werden, sodass in der eigentlichen Adresstabelle nur noch die Postleitzahl gespeichert wird. Durch diese schrittweise Anwendung der Normalisierungsregeln wird die Datenbankstruktur klar, wartbar und konsistent. Gleichzeitig nimmt zwar die Anzahl der Tabellen zu, aber Redundanzen und Anomalien werden weitgehend vermieden. Die Dritte Normalform hat sich in der Praxis als idealer Kompromiss zwischen Datenqualität und Abfrageeffizienz etabliert und ist für die meisten Anwendungen ausreichend. 0:00 Definition der Normalisierung 1:23 0NF 3:08 1NF 5:43 2NF 10:07 3NF 13:07 Auswirkungen