Normalisierung bis zur dritten Normalform

Das kannst du danach

• Funktionale Abhängigkeiten aus Geschäftsregeln bestimmen
• 1NF, 2NF und 3NF unterscheiden
• Partielle und transitive Abhängigkeiten erkennen
• Informationserhaltende Zerlegungen mit Schlüsseln beschreiben

Verständlich erklärt

X → Y bedeutet: Stimmen zwei Datensätze in X überein, müssen sie auch in Y übereinstimmen. Ob diese funktionale Abhängigkeit gilt, entscheidet die Geschäftsregel und nicht ein zufälliger Ausschnitt der Daten. Ein Kandidatenschlüssel ist eine minimale Attributmenge, die alle Attribute bestimmt. Ein Nichtschlüsselattribut gehört zu keinem Kandidatenschlüssel. In der ersten Normalform (1NF) enthält jede Zelle genau einen Wert des vorgesehenen Wertebereichs; eine Liste mehrerer unabhängig auszuwertender Telefonnummern gehört daher nicht in eine einzelne Telefon-Zelle. Die zweite Normalform (2NF) verlangt zusätzlich, dass jedes Nichtschlüsselattribut von jedem Kandidatenschlüssel vollständig abhängt. Bestimmt bereits ein echter Teil eines zusammengesetzten Kandidatenschlüssels den Namen, liegt eine partielle Abhängigkeit vor. Lagere dann zum Beispiel TeilnehmerID → TeilnehmerName in eine Teilnehmerrelation aus. Für die dritte Normalform (3NF) gilt bei jeder nichttrivialen Abhängigkeit X → A: X ist ein Superschlüssel, bestimmt also die ganze Zeile, oder A gehört zu einem Kandidatenschlüssel. In den einfachen Beispielen mit genau einem Schlüssel verhindert dies, dass Nichtschlüsselattribute über andere Nichtschlüsselattribute vom Schlüssel abhängen. BuchungID → KundenID → KundenName ist eine solche transitive Abhängigkeit, wenn KundenID nicht selbst Schlüssel der Buchungsrelation ist. Speichere den Namen dann in KUNDE(KundenID, KundenName), behalte aber KundenID als Fremdschlüssel in BUCHUNG. So kann die Zuordnung wiederhergestellt werden. Auch alternative Kandidatenschlüssel zählen: Eine zusätzliche künstliche ID beseitigt vorhandene Abhängigkeiten nicht.

• funktionale Abhängigkeit
• Kandidatenschlüssel
• Nichtschlüsselattribut
• 1NF
• 2NF
• 3NF
• partielle Abhängigkeit
• transitive Abhängigkeit

Beispiel

Ausgangsrelation (alle Werte atomar):
BELEGUNG(TeilnehmerID, WorkshopID, TeilnehmerName, Note)
Einziger Kandidatenschlüssel: (TeilnehmerID, WorkshopID)
Regeln: TeilnehmerID -> TeilnehmerName
        (TeilnehmerID, WorkshopID) -> Note

Problem: Der Name hängt nur von einem Schlüsselteil ab.
Zerlegung:
TEILNEHMER(TeilnehmerID PK, TeilnehmerName)
BELEGUNG(TeilnehmerID, WorkshopID, Note)
  PK: (TeilnehmerID, WorkshopID)
  FK: TeilnehmerID -> TEILNEHMER.TeilnehmerID

Der Name wird einmal je Teilnehmer gespeichert;
jede Belegung und ihre Note bleiben rekonstruierbar.

Typische Fehler

• Abhängigkeiten allein aus wenigen gleich aussehenden Werten ableiten
• Nur den ausgewählten Primärschlüssel statt aller Kandidatenschlüssel betrachten
• Bei der Zerlegung verbindende Schlüsselattribute entfernen
• 2NF und 3NF ohne Prüfung der vorherigen Normalformen behaupten

Abi-Bezug

Nenne die gegebene Abhängigkeit, erkläre die verletzte Normalform und gib anschließend die neuen Relationen samt Schlüsseln an. Eine künstliche ID allein ist keine Normalisierung.