Dritte Normalform (3NF)
Definition
Eine Relation ist in der Dritten
Normalform, wenn Sie in der Zweiten Normalform ist und jedes
Nicht-Schlüssel-Attribut von keinem Schlüsselkandidaten transitiv abhängig
ist.
Erklärung
Transitive Abhängigkeit:
Seien X, Y und Z
Attribute. Ist Y von X funktional abhängig und Z von Y, so ist Z von X
funktional abhängig. Diese Abhängigkeit ist transitiv.
Beispiel:
In der Tabelle
"Reise" sind die Attribute "Vorname", "Straße" und "PLZ" abhängig vom Attribut
"Name", nicht vom Primärschlüssel. Außerdem ist "Ort" abhängig von "PLZ"
(X=Rechnungsnummer, Y=PLZ, Z=Ort; zu jeder Rechnungsnummer gehört eine PLZ und
zu jeder PLZ ein Ort, also zu jeder Rechnungsnummer ein Ort).
Abhilfe:
Die transitiv
abhängigen Datenfelder werden in weitere Tabellen ausgelagert, da sie nicht
direkt vom Schlüsselkandidaten abhängen, sondern nur indirekt.
Da ein Name nicht eindeutig ist, wird jedem Angestellten
eine Personalnummer zugeordnet. Diese ist Primärschlüssel der neuen Tabelle
"Personal". Alternativ könnte ein zusammengesetzter Primärschlüssel aus Name,
Vorname und Geburtsdatum benutzt werden (dieser sollte hinreichend eindeutig
sein).
Reise
| Rechnungsnummer |
Datum |
Personalnummer |
| |
|
|
Personal
| Personalnummer |
Name |
Vorname |
Straße |
PLZ |
| |
|
|
|
|
Fettgedruckte Attribute: Primärschlüssel
Wiederum besteht zwischen den Tabellen "Personal" und
"Reise" sowie zwischen "PLZ" und "Personal" eine 1:n Beziehung, da ein
Mitarbeiter mit einer bestimmten Personalnummer mehrere Dienstreisen machen kann
und mehrere Mitarbeiter dieselbe Postleitzahl haben können.
Beachten Sie:
- Bei der Festlegung der Beziehungen kommt es auf die
Reihenfolge der Tabellen an:
Die Tabelle "PLZ" steht
in einer 1:n Beziehung zur Tabelle "Personal", die Tabelle "Personal" dagegen
in einer n:1 Beziehung (und nicht 1:n) zur Tabelle "PLZ"
-
Eine Relationale Datenbank speichert nicht nur die
Daten der Tabellen sondern auch die Beziehungen zwischen den Tabellen
- Diebeschriebenen Beschränkungen der ursprünglichen Form der Reisekostentabelle
sind nun überwunden, z. B. kann ein Angestellter in der Tabelle "Personal"
bereits existieren, ohne jemals eine Reise gemacht zu haben
- Die drei folgenden Normalformen (BCNF, 4NF, 5NF)
werden nur in seltenen Fällen benötigt. Die bisher betrachtete
Reisekostendatenbank erfüllt bereits die Kriterien dieser Normalformen
Ein weiteres Beispiel:
Zu den einzelnen Artikeln sollen die ArtikelNr, die Bezeichnung, der Hersteller
und die HerstellerNr gespeichert werden. Als Primärschlüssel wird die ArtikelNr
verwendet. Würde man die zusätzliche Spalte einfach in die vorhandene Tabelle
Artikel einfügen, ergäbe sich damit folgende Tabelle:
| Artikel |
| ArtikelNr |
Bezeichnung |
HerstellerNr |
Hersteller |
| 4692 |
Putzeimer |
5410 |
Blech-AG |
| 0567 |
Waschbecken |
5647 |
Keramik GmbH |
| 5671 |
Gummi |
6740 |
Baustoff KG |
| 0579 |
Teller |
5647 |
Keramik GmbH |
| 8971 |
Tasse |
5647 |
Keramik GmbH |
| 5324 |
Badewanne |
5647 |
Keramik GmbH |
Wie man unschwer erkennen kann, ist der Herstellername funktional abhängig
von der HerstellerNr und nicht von der ArtikelNr.
Was jetzt kommt, ist nicht schwer zu erraten: Die Tabelle `Artikel` wird in
die beiden Tabellen `Artikel` und `Hersteller` aufgespalten.
Boyce-Codd Normalform (BCNF)
Definition
Eine Relation ist in Boyce-Codd
Normalform, wenn jeder Determinant ein Schlüsselkandidat ist.
Erklärung
Ein Determinant ist eine Attributmenge, von der ein anderes
Attribut vollständig funktional abhängig ist.
Die Boyce-Codd-Normalform ist eine Weiterentwicklung der
Dritten
Normalform. In der
Dritten Normalform kann es vorkommen, daß ein Teil eines (zusammengesetzten)
Schlüsselkandidaten funktional abhängig ist von einem Teil eines anderen
Schlüsselkandidaten. Die Boyce-Codd-Normalform verhindert dies.
Beachten Sie:
- Jede Relation in Boyce-Codd-Normalform ist auch in
Dritter Normalform
- Einen Unterschied zwischen Dritter Normalform und
Boyce-Codd Normalform gibt es nur, wenn es mehrere Schlüsselkandidaten mit
überlappenden Attributen gib
Vierte Normalform (4NF)
Definition
Eine Relation ist in Vierter Normalform,
wenn sie in Boyce-Codd Normalform ist und für jede mehrwertige Abhängigkeit
einer Attributmenge Y von einer Attributmenge X gilt:
- Die mehrwertige Abhängigkeit ist
trivial ist oder
- X ist
ein Schlüsselkandidat der Relation
Fünfte Normalform (5NF)
Definition
Eine Relation R ist in Fünfter Normalform
(oder Project-Join-Normalform), wenn sie in Vierter Normalform ist und für jede
Join-Abhängigkeit (R1, R2, ..., Rn) gilt:
- Die Join-Abhängigkeit ist trivial oder
- Jedes Ri aus (R1, R2, ..., Rn)
ist Schlüsselkandidat der Relation
Die Fünfte Normalform wird auch als Project Join
Normalform (PJNF) bezeichnet.
Relationen in Fünfter Normalform lassen sich nicht weiter aufteilen.
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