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正規化と非正規化

2021/08/23に公開

現時点での理解を文章化しておく。

正規化とは

正規化とは、データベースで保持するデータの冗長性を維持し、一貫性と効率性を保持するためのデータ形式。

第一正規化の定義は「一つのセルの中には一つの値しか含まない」
スカラ値の原則。scalarは「単一の」の意味。

第二正規化の定義は「部分関数従属の解消」
主キーの一部の列に対して従属する列がある場合、この関係を「部分関数従属」と呼ぶ。
これに対して、主キーを構成するすべての列に従属性がある場合を、完全関数従属と呼ぶ。
第二正規化とは、テーブル内で部分関数従属を解消し、完全関数従属のみのテーブルを作ること。

社員テーブルにおいて、
主キーである「会社コード」「社員ID」が存在する場合、
「会社コード」カラムに従属する「会社名」カラムが部分関数従属となる。

これが存在する場合、「社員の有無が不明な会社」「会社情報が不明な社員」を登録することが出来なくなる。

正規化は、現実世界の実体間にある海藻の差を反映する手段でもある。

推移的関数従属（テーブル内部に存在する段階的な従属関係）の解消
（このあたりから理解が曖昧。非キー列に対する従属のことか？）

独立な多値従属性が複数存在するテーブルを分割すること

関連がある場合は、それに対応する関連エンティティを作ること

1.正規かとは更新時の不都合・不整合を排除するために行う
2.正規化は従属性を見抜くことで可能となる
3.正規化はいつでも非正規形に戻せる

・第三正規化までは原則として行う。
・関連エンティティが存在する場合は関連とエンティティが1対1に対応するよう注意する

・テーブルの数が増えるため、SQL文で結合を多様することになり、パフォーマンスが悪化する
この欠点はしばしば無視できないため、あえて非正規化することがある

正規化することはデータベースにおけるテーブル設計の基礎だが、時としてSQLのパフォーマンス問題を引き起こす。
この問題への対処は2つ。SQLのチューニングと、非正規化。

SQLにより値を結合しなければ出てこない値について、「事前に結合した値」を用意しておけば、以後はその「事前に結合した値」をSELECTすることでパフォーマンスを改善させることができる。

1.非正規化は、検索のパフォーマンスは向上させるが、更新のパフォーマンスを低下させる
2.データのリアルタイム性を低下させる
3.後続の工程で設計変更すると、手戻りが大きい。（正規化⇒非正規化、非正規化⇒正規化どちらも）

非正規化によりパフォーマンスは改善されるが、データの冗長性は失われるため、チューニングで問題が解決しない場合の最後の手段として考える。