МДК.11.01 - 13 - Денормализация базы данных

Сегодня мы с Вами подробно рассмотрим процесс денормализации базы данных, Вы узнаете, что такое денормализация, как и зачем вообще проводить эту денормализацию.

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.

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.