正規化

データベース試験

自分の理解のために正規化についてちょっとまとめてみます。

  • 正規化とはリレーショナルデータベースのキレイな設計方針の一つです。
  • 正規化の目的は、1 fact in 1 place (一事実一箇所) にすることで、データの更新時の不整合、データの冗長性を排除することです。
  • 正規化には第１正規化〜第５正規化まであり、その他にボイスコット正規化などもあります。
  • この中で一般的に使われるのは、第３正規化までです。


なお、以下の説明(特に定義の部分)は、情報処理教科書データベース(ISBN:4798104957)を参考にしました(この参考書、説明が小難しくなくていいかも)。



非正規化


非正規化は第１正規化にもなってない状態です。
例えば次の、コンビニのお買い物伝票テーブルの例(大分簡略化してます)は、非正規化のテーブルの例です。


伝票

伝票番号
商品コード
商品名
単価
数量
小計
合計
販売員コード
販売員名
0001
AAAA
飲むヨーグルト
200
1
200
600
AAAA
山田太郎
BBBB
1Mカテキン茶
200
2
400
0002
CCCC
バナナ弁当
500
1
500
700
BBBB
ジョン万次郎
BBBB
1Mカテキン茶
200
1
200


このデータをRDBのテーブルで表現しようと思ったら、１つのレコードに
商品コード１、商品名１、商品コード２、商品名２、、、
といった「繰り返し項目」が存在することになります。
「繰り返し項目の存在」は、

  • 拡張性に乏しい(１度に買える商品の最大数が決まっている)
  • 検索処理を複雑(商品ごとの統計をとったりするSQLが複雑よ)

といったデメリットがあります。
この繰り返し項目は、非単純属性と呼ばれます。



第１正規化


第１正規化の定義

  • すべての属性が、単純属性である。


つまり、繰り返し項目をなくした状態です。
先のテーブルから繰り返し項目部分を「明細」として別テーブルに分割します。



伝票

伝票番号 合計 販売員コード 販売員名
0001 600 AAAA 山田太郎
0002 700 BBBB ジョン万次郎


明細

伝票番号 商品コード 商品名 単価 数量 小計
0001 AAAA 飲むヨーグルト 200 1 200
0001 BBBB 1Mカテキン茶 200 2 400
0002 CCCC バナナ弁当 500 1 500
0002 BBBB 1Mカテキン茶 200 1 200




第２正規化


第２正規化の定義

  • 第１正規化であること
  • すべての非キー属性は、候補キーに対して、部分関数従属していないこと(完全関数従属であること)

関数従属というのは、Ａ→Ｂ(Ａが決まればＢも決まる、ＢがＡに従属している)という関係です。
例えば、商品コード→商品名、が関数従属です。


上記明細表では、(伝票番号、商品コード)という組が主キーになりますが、
この２つに対して従属してるのはいいですが、
このうちの一部(どちらか)に従属しているというのは少し問題です。
この一部に従属しているという意味で、部分関数従属と呼ばれます。


第２正規化にするには、上の明細テーブルから商品テーブルを分離します。



商品

商品コード 商品名 単価
AAAA 飲むヨーグルト 200
BBBB 1Mカテキン茶 150
CCCC バナナ弁当 500


明細

伝票番号 商品コード 数量 小計
0001 AAAA 1 200
0001 BBBB 2 300
0002 CCCC 1 500
0002 BBBB 1 200


もし1Mカテキン茶の名前を変えたいときは、商品テーブルの該当レコードのみ更新すればよいことがわかります。




第３正規形


第３正規化の定義

  • 第２正規化であること
  • すべての非キー属性は、候補キーに対して、推移的関数従属していないこと

推移的関数従属というのは、Ａ→Ｂ→Ｃ　(Ａが決まればＢもきまる、Ｂが決まればＣも決まる)という関係です。

例えば、上の伝票テーブルの、伝票番号→販売員コード→販売員名　というのは、推移的関数従属の関係です。Ａ→Ｂ　と　Ｂ→Ｃ　を分けることで、より、One Fact One Place に近づきます。
第３正規形にすると、伝票テーブルから、販売員テーブルが分離されます。



販売員

販売員コード 販売員名
AAAA 山田太郎
BBBB ジョン万次郎


伝票

伝票番号 合計 販売員コード
0001 600 AAAA
0002 700 BBBB


また、第３正規形では、商品テーブルの小計や、伝票の合計などの、
他の値から導きだせる導出項目も取り除きます。
これらは、別テーブルにするのでなく、カラムから削除します。


ここまでで第３正規形です。
ボイスコット正規形、第４、５の正規形もありますが、
疲れたのでやめときます。


あー、なんか問題とくのめんどくさい現実逃避な気がしてきた。。。