Montag, 2026-02-02_Datenbanken_KNO¶

Normalisierung¶

Verfahren zur Verringerung von Datenredundanzen
Ziel: Daten korrekt, eindeutig und konsistent abspeichern
Aufteilung grosser Tabellen in logisch getrennte Tabellen

Warum normalisieren?¶

Redundanzen vermeiden
Inkonsistenzen (Widersprueche) vermeiden
Speicherplatz sparen
Wartbarkeit verbessern

Normalisierung erfolgt in Stufen, den sogenannten Normalformen.

1. Erste Normalform (1NF)¶

Alle Attribute enthalten nur atomare Werte
keine Listen
keine Arrays
keine mehrfachen Werte in einer Zelle
Jede Zeile ist eindeutig identifizierbar
Ein Primaerschluessel ist vorhanden oder ableitbar

2. Zweite Normalform (2NF)¶

Voraussetzung: 1NF ist erfuellt
Relevant bei Tabellen mit zusammengesetztem Primaerschluessel
Alle Nicht-Schluesselattribute muessen voll funktional vom gesamten Primaerschluessel abhaengen
Partielle Abhaengigkeiten werden eliminiert:
Attribute, die nur von einem Teil des PK abhaengen, werden in eigene Tabellen ausgelagert
Der zugehoerige PK-Teil wird dort als Fremdschluessel gespeichert

3. Dritte Normalform (3NF)¶

Voraussetzung: 2NF ist erfuellt
Keine transitiven Abhaengigkeiten bei Nicht-Schluesselattributen
Nicht-Schluesselattribute duerfen nicht voneinander abhaengen

Umsetzung¶

Abhaengige Attribute werden in neue Tabellen ausgelagert
Neue Tabellen erhalten einen eigenen Primaerschluessel
Die Ursprungstabelle behaelt einen passenden Fremdschluessel

Beispiel fuer 3NF (Bestellsystem)¶

Kundendaten getrennt von Bestelldaten
Bestellungen enthalten nur bestellbezogene Informationen
Artikeldaten sind unabhaengig von Bestellungen gespeichert
Positionsbezogene Informationen werden separat verwaltet
Redundanzen und Aenderungsanomalien werden vermieden

erDiagram
    KUNDE ||--o{ BESTELLUNG : gibt_auf
    BESTELLUNG ||--o{ BESTELLPOSITION : enthaelt
    ARTIKEL ||--o{ BESTELLPOSITION : wird_bestellt_in

    KUNDE {
        int KNr PK
        string Name
    }

    BESTELLUNG {
        int BestellNr PK
        date Datum
        int KNr FK
    }

    ARTIKEL {
        int ANr PK
        string Name
    }

    BESTELLPOSITION {
        int BestellNr PK, FK
        int Pos PK
        int ANr FK
        int Anzahl
    }

Boyce-Codd-Normalform (BCNF)¶

Erweiterung der dritten Normalform
Strengere Regelung funktionaler Abhaengigkeiten

Regel¶

Jede funktionale Abhaengigkeit muss von einem (Super-)Schluessel ausgehen.

Relevanz¶

BCNF wird wichtig, wenn:

mehrere Kandidatenschluessel existieren
funktionale Abhaengigkeiten nicht eindeutig durch den Primaerschluessel abgedeckt sind

Ziel: - Weitere Reduzierung von Redundanzen - Vermeidung logischer Inkonsistenzen

4. Vierte Normalform (4NF)¶

Eliminierung von mehrwertigen Abhaengigkeiten
Ein Attribut ist mehrwertig abhaengig, wenn:
mehrere unabhaengige Attribute
vom selben Primaerschluessel abhaengen

Loesung: - Aufteilung in mehrere Tabellen

5. Fuenfte Normalform (5NF)¶

Eliminierung von Join-Abhaengigkeiten
Eine Tabelle kann verlustfrei in mehrere Tabellen zerlegt werden
Kommt in der Praxis selten vor
Relevant vor allem in sehr komplexen Datenmodellen