Всем привет! Сегодня мы с Вами подробно рассмотрим процесс денормализации базы данных, Вы узнаете, что такое денормализация, как и зачем вообще проводить эту денормализацию.
Нормализация базы данных
В предыдущих материалах мы подробно рассмотрели нормализацию базы данных и каждую нормальную форму базы данных, вот соответствующие статьи:
- Ненормализованная форма или нулевая нормальная форма (UNF)
- Первая нормальная форма (1NF)
- Вторая нормальная форма (2NF)
- Третья нормальная форма (3NF)
- Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)
- Четвертая нормальная форма (4NF)
- Пятая нормальная форма (5NF)
- Доменно-ключевая нормальная форма (DKNF)
- Шестая нормальная форма (6NF)
Сегодня мы с Вами поговорим об обратном процессе, т.е. о денормализации.
Денормализация
Ранее мы выяснили, что данные в базе данных хранятся в таблицах, иными словами, база данных – это набор таблиц.
Суть проектирования правильной базы данных заключается в том, что необходимо сформировать тот набор таблиц, который будет отражать предметную область и соответствовать требованиям этой предметной области и требованиям разрабатываемой системы.
Проще говоря, необходимо сделать так, чтобы сформированные таблицы можно было удобно и эффективно использовать в работе, они не должны содержать каких-то аномалий и противоречивых данных, именно это и является целью проектирования базы данных.
В процессе проектирования базы данных нам на помощь приходит нормализация, которая помогает привести базу данных к тому состоянию, которое будет удовлетворять в первую очередь нашим требованиям, т.е. требованиям предметной области и требованиям разрабатываемой системы.
Иными словами, нормализация — это не процесс целенаправленного приведения базы данных к какой-то определенной нормальной форме, нормализация – это набор принципов, зная и следуя которым, мы можем спроектировать базу данных, структура которой будет гарантировать нам отсутствие определенного рода аномалий.
Таким образом, нет требования, которое обязывало бы нас приводить базу данных к максимально возможной нормальной форме, например, к 5 или 6, и не нужно нормализовать базу данных только для того, чтобы она была нормализована.
Максимально нормализованная база данных – это плохая база данных.
Дело в том, что нормализация базы данных до 5 или 6 нормальной формы значительно снижает производительность, работа с такой базой будет неэффективна и неудобна, а управлять ей будет очень сложно.
Поэтому разработчики с целью нахождения компромисса между устранением аномалий и повышением производительности могут не выполнять требования той или иной нормальной формы, более того, они могут прибегать к так называемой денормализации, т.е. обратному процессу нормализации.
Денормализация — намеренное приведение структуры базы данных в состояние, не удовлетворяющее требованиям нормализации.
Денормализация обычно проводится путем добавления избыточных данных в таблицу, т.е. тех данных, которые по требованиям той или иной нормальной формы должны выноситься в отдельную таблицу.
Например, в процессе эксплуатации базы данных у Вас возникла необходимость добавить новую характеристику, однако по требованиям определенной нормальной формы Вы должны под эту характеристику создать новую таблицу, однако требования предметной области и требования разрабатываемой системы позволяют этого не делать, при этом Вы четко понимаете, что невынесение этих данных в отдельную таблицу положительно скажется на эксплуатации базы данных. В этом случае Вы выполняете как раз денормализацию.
Также денормализация проводится и в процессе проектирования базы данных, например, когда по требованиям той или иной нормальной формы Вы должны выполнить декомпозицию таблицы, а Вы ее намерено не выполняете, все по тем же причинам, т.е. это удовлетворяет Вашим требованиям.
Заметка! Как создать базу данных в PostgreSQL с помощью pgAdmin 4.
Методика нормализации базы данных
Существует методика нормализации, которая поможет Вам спроектировать достаточно хорошую базу данных. Суть ее в следующем.
Вы проектируете базу данных в соответствии с требованиями предметной области и требованиями разрабатываемой системы, при этом Вы строго соблюдаете все принципы нормализации и приводите базу данных практически к максимально возможной в Вашем случае нормальной форме.
В итоге Вы получаете базу данных, которая по идее не будет содержать аномалий. Однако такая версия базы данных скорей всего будет иметь не очень хорошую производительность, и с ней не очень удобно будет работать.
Поэтому затем Вы анализируете полученную структуру и руководствуясь здравым смыслом выявляете таблицы, которые можно было бы не декомпозировать, и никаких требований предметной области, которые обязывали бы делать такую декомпозицию, нет.
И таким образом, Вы выполняете денормализацию.
В конечном итоге Вы получите базу данных, в которой будет минимум аномалий, и при этом она будет иметь хорошую производительность.
Поэтому процесс проектирования базы данных иногда называют процессом нахождения компромисса между нормализацией и денормализацией, т.е. между устранением аномалий и повышением производительности.
Дело в том, что компромисс между этими составляющими даст наилучший результат, т.е. наилучшую базу данных, в каждом конкретном случае, в каждой предметной области, т.е. нормализация, как это уже не раз было отмечено, зависит от требований предметной области и требований разрабатываемой системы.
Отсюда мы можем сформулировать определение хорошей базы данных.
Хорошая база данных – это база, которая достаточно нормализована, чтобы не создавать аномалии для пользователей этой базы данных, в то же время она достаточно денормализована, чтобы иметь хорошую производительность.
Единственное, следует отметить, что в общей практике 3 нормальная форма является как раз тем компромиссом между отсутствием аномалий и приемлемой производительностью, поэтому база данных, находящаяся в третьей нормальной форме, считается достаточно нормализованной, и ее принципы все-таки рекомендовано соблюдать.
Заметка! Если Вас интересует язык SQL, то рекомендую почитать книгу «SQL код» – это самоучитель по языку SQL для начинающих программистов. В ней язык SQL рассматривается как стандарт, чтобы после прочтения данной книги можно было работать с языком SQL в любой системе управления базами данных.
На сегодня это все, надеюсь, материал был Вам полезен и интересен, пока!
