データベースの正規化とは | 分かりやすく図解で解説

データベースの正規化

データベースの正規化とは

関係データベースの正規化とは、データの重複をなくし整合的にデータを取り扱えるようにデータベースを設計することです。

データの一貫性を維持し、効率的なデータアクセスを可能にします。

関係データベースとは、次のようにデータを表の形で管理するデータベースのことで、テーブル（表）は、レコード（行）とカラム（列）によって形成されています。

このテーブルで管理されたデータの整合性を確保するために正規化をおこないます。正規化することで、データの冗長性と不整合が起きる機会を減らすことができます。

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正規化の手順

データベースの正規化には、第1正規形～第5正規形、およびボイスコッド正規形などの種類がありますが、第1正規形～第3正規形までで、十分に正規化されたと考えることも多いです。

正規化前（非正規形）

例えば、次のような注文があるとします。

上記の注文をそのまま表に挿入すると次の通りです。各行の長さがバラバラで商品が繰り返されている状態です。

【第1正規形】繰り返しを整理

データベースでは、レコード単位でデータを扱うため、正規化前のようなデータはデータベースのテーブルに格納することすらできません。

まずは、繰り返し項目のそれぞれを別レコードとして独立させ、各レコードの長さを整えます。（正規化前は、各レコードの長さがバラバラで商品が繰り返されている状態）

上記が「第1正規形」のテーブル（表）です。背景色がついているレコード（行）が、正規化前では繰り返し項目になっていた部分です。

繰り返し項目を別レコードとして独立させることで、すべてのデータをテーブルに格納できました。

【第2正規形】部分関数従属している列を整理

第2正規形では、部分関数従属している列を整理します。

例えば、第1正規形で作られたテーブル（表）の主キーは「注文番号」と「商品ID」です。

「注文番号」と「商品ID」が決まれば、レコード（行）を一意に特定できますが、実は「注文番号」が決まるだけで「注文日」「ユーザID」「購入ユーザ名」は特定できます。このような状態が部分関数従属です。

そして、第1正規形のテーブル（表）から、部分関数従属しているカラム（列）を切り出したものが「第2正規形」です。

次のテーブル（表）は部分関数従属のイメージ例です。

オレンジ枠の部分は「注文番号」が決まれば特定できる項目、緑枠の部分は「商品ID」が決まれば特定できる項目です。

下記が「第2正規形」のテーブル（表）です。

オレンジ枠で囲んだ部分を「注文テーブル」、緑枠で囲んだ部分を「商品テーブル」として切り出しています。そして残った部分を「注文詳細テーブル」として3つのテーブル（表）に分けています。

【第3正規形】関数従属している列を整理

第3正規形では、主キー以外の列に関数従属している列を整理します。関数従属とは「○○が決まれば特定できる項目」のことです。

第2正規形の「注文テーブル」は「注文番号」が主キーです。そのため「注文番号」が決まればレコード（行）を一意に特定できます。

しかし、よく見ると「注文番号」以外の列に関数従属している項目があります。それは「購入ユーザ名」です。「購入ユーザ名」は、「ユーザID」が決まれば特定できる項目です。

次のテーブル（表）は関数従属のイメージ例です。

緑枠の部分は主キー以外である「ユーザID」が決まれば特定できる項目です。このように、第3正規形では、主キー以外の列に関数従属している列を整理します。

下記が「第3正規形」のテーブル（表）です。

緑枠で囲んだ部分を「ユーザテーブル」として切り出しています。