# Kapitel 3 – Normalisierung # 3.1 Normalisierung **3.1 Normalisierung** **Definition** **Normalisierung** ist ein Verfahren zur Strukturierung von Daten in relationalen Datenbanken. Ziel ist es, Redundanzen zu vermeiden und Daten konsistent zu speichern. --- **Ziele** Die Normalisierung soll: - doppelte Daten vermeiden - Datenintegrität verbessern - Inkonsistenzen verhindern - Änderungsanomalien vermeiden - Tabellen sinnvoll aufteilen --- **Grundprinzip** Daten werden so auf mehrere Tabellen verteilt, dass jede Information möglichst nur einmal gespeichert wird. --- **Wichtige Normalformen** | Normalform | Bedeutung | |-----------|-----------| | 1. Normalform | atomare Werte | | 2. Normalform | volle Abhängigkeit vom gesamten Primärschlüssel | | 3. Normalform | keine Abhängigkeit von Nicht-Schlüsselattributen | --- **Beispiel** Problem: Kundendaten werden in jeder Bestellung erneut gespeichert. Lösung: Kundendaten werden in eine eigene Tabelle **Kunde** ausgelagert und über einen Fremdschlüssel mit **Bestellung** verbunden. --- **Merksatz** Normalisierung reduziert Redundanzen und verhindert widersprüchliche Daten. --- **Prüfungshinweis** In IHK-Aufgaben wird häufig gefragt, warum Tabellen aufgeteilt oder Fremdschlüssel verwendet werden. Typische Fehler: - Redundanzen nicht erkennen. - Normalisierung nur als Speicherplatzersparnis verstehen. - Fremdschlüssel nach dem Aufteilen vergessen. - N:M-Beziehungen nicht auflösen. --- **Quellen** - IT-Handbuch für Fachinformatiker # 3.2 Erste, zweite und dritte Normalform **Definition** **Normalformen** beschreiben Regeln zur Strukturierung von Tabellen in relationalen Datenbanken. Ziel ist es, Redundanzen und Anomalien zu vermeiden. --- **1. Normalform** Eine Tabelle befindet sich in der **1. Normalform**, wenn alle Werte atomar sind. Das bedeutet: - jedes Feld enthält nur einen Wert - keine Aufzählungen in einem Feld - keine mehrfachen Werte in einer Zelle **Beispiel falsch** | Kundennr | Name | Telefonnummern | |---------:|------|----------------| | 1 | Müller | 030123, 0176123 | **Beispiel richtig** | Kundennr | Name | Telefonnummer | |---------:|------|---------------| | 1 | Müller | 030123 | | 1 | Müller | 0176123 | --- **2. Normalform** Eine Tabelle befindet sich in der **2. Normalform**, wenn sie in der 1. Normalform ist und jedes Nicht-Schlüsselattribut vom gesamten Primärschlüssel abhängig ist. Wichtig bei: - zusammengesetzten Primärschlüsseln - Zwischentabellen - N:M-Beziehungen --- **3. Normalform** Eine Tabelle befindet sich in der **3. Normalform**, wenn sie in der 2. Normalform ist und keine Nicht-Schlüsselattribute voneinander abhängig sind. Das bedeutet: - Attribute dürfen nur vom Schlüssel abhängen - nicht von anderen Nicht-Schlüsselattributen --- **Übersicht** | Normalform | Kerngedanke | |-----------|-------------| | 1. Normalform | atomare Werte | | 2. Normalform | abhängig vom gesamten Primärschlüssel | | 3. Normalform | keine Abhängigkeit von Nicht-Schlüsselattributen | --- **Merksatz** 1NF = atomar 2NF = vom ganzen Schlüssel abhängig 3NF = nur vom Schlüssel abhängig --- **Prüfungshinweis** In IHK-Aufgaben werden meist die **1. bis 3. Normalform** abgefragt. Typische Fehler: - mehrere Werte in einem Feld zulassen - zusammengesetzte Schlüssel nicht beachten - Attribute in der falschen Tabelle lassen - transitive Abhängigkeiten nicht erkennen **Hinweis** In der Datenbanktheorie gibt es weitere Normalformen, z. B. die **4. Normalform** und **5. Normalform**. Für IHK-Aufgaben sind jedoch meistens die **1. bis 3. Normalform** entscheidend. --- **Quellen** - IT-Handbuch für Fachinformatiker # 3.3 Anomalien **Definition** **Anomalien** sind Probleme, die durch ungünstige Tabellenstrukturen und redundante Daten entstehen können. Sie treten häufig auf, wenn Daten nicht ausreichend normalisiert sind. --- **Arten von Anomalien** | Anomalie | Bedeutung | |---------|-----------| | Einfügeanomalie | Daten können nicht sinnvoll eingefügt werden | | Änderungsanomalie | Änderungen müssen mehrfach durchgeführt werden | | Löschanomalie | Beim Löschen gehen ungewollt weitere Informationen verloren | --- **Einfügeanomalie** Eine **Einfügeanomalie** liegt vor, wenn neue Daten nicht gespeichert werden können, ohne andere Daten ebenfalls anzugeben. **Beispiel** Ein neuer Artikel kann nicht gespeichert werden, solange noch keine Bestellung dazu existiert. --- **Änderungsanomalie** Eine **Änderungsanomalie** liegt vor, wenn dieselbe Information an mehreren Stellen geändert werden muss. **Beispiel** Eine Kundenadresse ist mehrfach gespeichert und wird nur an einer Stelle geändert. --- **Löschanomalie** Eine **Löschanomalie** liegt vor, wenn beim Löschen eines Datensatzes auch wichtige andere Informationen verloren gehen. **Beispiel** Wird die letzte Bestellung eines Kunden gelöscht, verschwinden auch die Kundendaten. --- **Merksatz** Anomalien entstehen häufig durch Redundanz. --- **Prüfungshinweis** In IHK-Aufgaben wird häufig gefragt, warum Tabellen normalisiert oder aufgeteilt werden sollen. Typische Fehler: - Anomalien nur als technische Fehler verstehen. - Redundanz nicht als Ursache erkennen. - Löschanomalie und Änderungsanomalie verwechseln. - Normalisierung nicht als Lösung erkennen. --- **Quellen** - IT-Handbuch für Fachinformatiker # 3.4 Zusatz: Vierte und fünfte Normalform **Definition** Neben der ersten, zweiten und dritten Normalform gibt es weitere Normalformen. Für die IHK sind meistens die **1. bis 3. Normalform** wichtig. Die **4. Normalform** und **5. Normalform** sind eher Zusatzwissen für komplexere Datenbankmodelle. --- **Übersicht** | Normalform | Fachlicher Name | Kerngedanke | |-----------|-----------------|-------------| | 1. Normalform | 1NF | atomare Werte | | 2. Normalform | 2NF | abhängig vom gesamten Primärschlüssel | | 3. Normalform | 3NF | keine Abhängigkeit von Nicht-Schlüsselattributen | | BCNF | Boyce-Codd-Normalform | strengere Form der 3NF | | 4. Normalform | 4NF | keine unabhängigen Mehrfachabhängigkeiten | | 5. Normalform | 5NF / PJNF | keine verlustbehafteten Zerlegungen | --- **4. Normalform** Eine Tabelle befindet sich in der **4. Normalform**, wenn sie in der 3. Normalform ist und keine unabhängigen Mehrfachabhängigkeiten enthält. Eine Mehrfachabhängigkeit entsteht, wenn zu einem Datensatz mehrere voneinander unabhängige Werte gespeichert werden. **Beispiel** Ein Mitarbeiter kann mehrere Sprachen sprechen. Ein Mitarbeiter kann mehrere Projekte bearbeiten. Wenn Sprachen und Projekte unabhängig voneinander sind, sollten sie nicht gemeinsam in einer Tabelle gespeichert werden. **Besser** - Mitarbeiter - Mitarbeiter_Sprache - Mitarbeiter_Projekt --- **5. Normalform** Eine Tabelle befindet sich in der **5. Normalform**, wenn sie nicht weiter verlustfrei in kleinere Tabellen zerlegt werden kann. Dabei geht es um sehr komplexe Beziehungen zwischen mehreren Tabellen. Die 5. Normalform ist in der Praxis und in der IHK-Prüfung deutlich seltener relevant. --- **Merksatz** 1NF bis 3NF sind für die IHK am wichtigsten. 4NF und 5NF sind Zusatzwissen für komplexere Datenbankstrukturen. --- **Prüfungshinweis** In IHK-Aufgaben werden normalerweise die **1. bis 3. Normalform** abgefragt. Die 4. und 5. Normalform sollte man kennen, aber nicht so tief lernen wie die ersten drei Normalformen. Typische Fehler: - 4NF und 5NF für normale IHK-Aufgaben überlernen. - Mehrfachabhängigkeiten mit normalen Fremdschlüsseln verwechseln. - 5NF mit 3NF gleichsetzen. - Tabellen zu stark zerlegen, obwohl es für die Aufgabe nicht nötig ist. --- **Quellen** - IT-Handbuch für Fachinformatiker