Normalisierung: Unterschied zwischen den Versionen

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'''Normalisierung''' ist ein Verfahren zur '''Strukturierung von Datenbanktabellen'''.
'''Normalisierung''' ist ein Verfahren zur '''Strukturierung von Datenbanktabellen'''.
Ziel ist es, '''Redundanzen zu vermeiden''' und '''Datenkonsistenz sicherzustellen'''.
Ziel ist es, '''Redundanzen zu vermeiden''', '''Datenkonsistenz sicherzustellen''' und '''Anomalien zu verhindern'''.
 
Die Normalisierung wird hauptsächlich bei '''relationalen Datenbanken''' angewendet.


== Ziel der Normalisierung ==
== Ziel der Normalisierung ==
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Große Tabellen werden in mehrere kleinere Tabellen aufgeteilt.   
Große Tabellen werden in mehrere kleinere Tabellen aufgeteilt.   
Diese Tabellen werden über '''Primär- und Fremdschlüssel''' miteinander verknüpft.
Diese Tabellen werden über '''Primär- und Fremdschlüssel''' miteinander verknüpft.
== Anomalien in Datenbanken ==
Werden Tabellen nicht korrekt normalisiert, können sogenannte '''Anomalien''' auftreten. 
Dabei handelt es sich um unerwünschte Nebenwirkungen beim Einfügen, Ändern oder Löschen von Daten.
Man unterscheidet drei Arten von Anomalien:
=== Einfügeanomalie ===
Ein Datensatz kann nicht gespeichert werden, ohne dass zusätzliche, eigentlich unnötige Informationen mit angegeben werden müssen.
Beispiel:
Ein neuer Artikel kann nicht erfasst werden, solange noch keine Bestellung existiert.
=== Änderungsanomalie ===
Eine Information muss an mehreren Stellen geändert werden. 
Wird eine Stelle vergessen, entstehen widersprüchliche Daten.
Beispiel:
Der Kategoriename „Eingabegeräte“ muss in mehreren Zeilen angepasst werden.
=== Löschanomalie ===
Durch das Löschen eines Datensatzes gehen unbeabsichtigt weitere Informationen verloren.
Beispiel:
Wird die letzte Bestellung eines Artikels gelöscht, verschwinden auch die Artikeldaten.
=== Ursache ===
Anomalien entstehen durch '''Redundanz''' und fehlerhafte Tabellenstruktur.
== Ziel der Normalisierung ==
Durch die Aufteilung in logisch getrennte Tabellen werden Anomalien vermieden und die Datenkonsistenz verbessert.


== Normalformen ==
== Normalformen ==
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→ Die Tabellen befinden sich in der 3. Normalform.
→ Die Tabellen befinden sich in der 3. Normalform.
== Durchgehendes Beispiel: 1NF → 2NF → 3NF ==
=== Ausgangstabelle (nicht normalisiert) ===
Problem: Mehrere Artikel stehen in einer Zelle.
{| class="wikitable"
! Bestellnr !! Kunde !! Artikel
|-
| 1001 || Müller || A01:Tastatur:1:Eingabegeräte, A02:Maus:2:Eingabegeräte
|-
| 1002 || Schmidt || A01:Tastatur:1:Eingabegeräte
|}
→ Wiederholungsgruppen vorhanden 
→ Nicht in 1NF
=== 1. Normalform (1NF) ===
Regel: Alle Werte sind atomar (eine Information pro Zelle).
{| class="wikitable"
! Bestellnr !! Kunde !! Artikelnr !! Artikelname !! KategorieID !! Kategoriename !! Menge
|-
| 1001 || Müller || A01 || Tastatur || 1 || Eingabegeräte || 1
|-
| 1001 || Müller || A02 || Maus || 1 || Eingabegeräte || 2
|-
| 1002 || Schmidt || A01 || Tastatur || 1 || Eingabegeräte || 1
|}
Primärschlüssel:
* (Bestellnr, Artikelnr)
=== 2. Normalform (2NF) ===
Problem: Teilabhängigkeit.
In der 1NF-Tabelle ist der Primärschlüssel zusammengesetzt: (Bestellnr, Artikelnr).
* '''Artikelname''', '''KategorieID''' und '''Kategoriename''' hängen nur von '''Artikelnr''' ab.
* '''Kunde''' hängt nur von '''Bestellnr''' ab.
Beides sind Teilabhängigkeiten → 2NF verletzt.
=== Lösung (Aufteilung in 3 Tabellen) ===
'''Tabelle: Bestellung'''
{| class="wikitable"
! Bestellnr !! Kunde
|-
| 1001 || Müller
|-
| 1002 || Schmidt
|}
'''Tabelle: Bestellposition'''
{| class="wikitable"
! Bestellnr !! Artikelnr !! Menge
|-
| 1001 || A01 || 1
|-
| 1001 || A02 || 2
|-
| 1002 || A01 || 1
|}
'''Tabelle: Artikel'''
{| class="wikitable"
! Artikelnr !! Artikelname !! KategorieID !! Kategoriename
|-
| A01 || Tastatur || 1 || Eingabegeräte
|-
| A02 || Maus || 1 || Eingabegeräte
|}
→ Jetzt hängen alle Nicht-Schlüsselattribute vollständig vom jeweiligen Primärschlüssel ab. 
→ 2NF erfüllt.
=== 3. Normalform (3NF) ===
Problem: Transitive Abhängigkeit.
Kategoriename hängt von KategorieID ab, 
nicht direkt von Artikelnr.
Artikelnr → KategorieID → Kategoriename
Lösung: Kategorie auslagern.
'''Tabelle: Artikel'''
{| class="wikitable"
! Artikelnr !! Artikelname !! KategorieID
|-
| A01 || Tastatur || 1
|-
| A02 || Maus || 1
|}
'''Tabelle: Kategorie'''
{| class="wikitable"
! KategorieID !! Kategoriename
|-
| 1 || Eingabegeräte
|}
→ Keine transitive Abhängigkeit mehr 
→ 3NF erfüllt
== Kurzüberblick ==
* 1NF → atomare Werte
* 2NF → keine Teilabhängigkeit
* 3NF → keine transitive Abhängigkeit
== Kurzmerksatz ==
'''1NF: atomar – 2NF: keine Teilabhängigkeit – 3NF: keine transitive Abhängigkeit.'''


== Vorteile der Normalisierung ==
== Vorteile der Normalisierung ==

Aktuelle Version vom 23. Februar 2026, 15:37 Uhr

Normalisierung ist ein Verfahren zur Strukturierung von Datenbanktabellen. Ziel ist es, Redundanzen zu vermeiden, Datenkonsistenz sicherzustellen und Anomalien zu verhindern.

Ziel der Normalisierung

Durch Normalisierung sollen:

  • doppelte Datenspeicherung vermieden werden
  • Einfüge-, Änderungs- und Löschanomalien verhindert werden
  • Tabellen logisch und übersichtlich aufgebaut sein

Grundprinzip

Große Tabellen werden in mehrere kleinere Tabellen aufgeteilt. Diese Tabellen werden über Primär- und Fremdschlüssel miteinander verknüpft.

Anomalien in Datenbanken

Werden Tabellen nicht korrekt normalisiert, können sogenannte Anomalien auftreten. Dabei handelt es sich um unerwünschte Nebenwirkungen beim Einfügen, Ändern oder Löschen von Daten.

Man unterscheidet drei Arten von Anomalien:

Einfügeanomalie

Ein Datensatz kann nicht gespeichert werden, ohne dass zusätzliche, eigentlich unnötige Informationen mit angegeben werden müssen.

Beispiel: Ein neuer Artikel kann nicht erfasst werden, solange noch keine Bestellung existiert.

Änderungsanomalie

Eine Information muss an mehreren Stellen geändert werden. Wird eine Stelle vergessen, entstehen widersprüchliche Daten.

Beispiel: Der Kategoriename „Eingabegeräte“ muss in mehreren Zeilen angepasst werden.

Löschanomalie

Durch das Löschen eines Datensatzes gehen unbeabsichtigt weitere Informationen verloren.

Beispiel: Wird die letzte Bestellung eines Artikels gelöscht, verschwinden auch die Artikeldaten.

Ursache

Anomalien entstehen durch Redundanz und fehlerhafte Tabellenstruktur.

Ziel der Normalisierung

Durch die Aufteilung in logisch getrennte Tabellen werden Anomalien vermieden und die Datenkonsistenz verbessert.

Normalformen

Die Normalisierung erfolgt schrittweise in sogenannte Normalformen.

1. Normalform (1NF)

Bedingungen:

  • Alle Attribute enthalten nur atomare (unteilbare) Werte
  • Keine Wiederholungsgruppen

Beispiel (nicht 1NF):

Kunde Telefonnummern
Müller 12345, 67890

Korrekt (1NF):

Kunde Telefonnummer
Müller 12345
Müller 67890

2. Normalform (2NF)

Bedingungen:

  • Tabelle ist in 1NF
  • Jedes Nicht-Schlüsselattribut ist vollständig vom Primärschlüssel abhängig

Problem: Teilabhängigkeiten bei zusammengesetzten Schlüsseln.

Beispiel zur 2. Normalform (2NF)

Gegeben ist folgende Tabelle:

Bestellnr Artikelnummer Artikelname Menge
1001 A01 Tastatur 2
1001 A02 Maus 1
1002 A01 Tastatur 1

Primärschlüssel ist hier die Kombination aus:

  • Bestellnr
  • Artikelnummer

→ zusammengesetzter Primärschlüssel

Problem: Der Artikelname hängt nur von der Artikelnummer ab, nicht von der gesamten Kombination (Bestellnr + Artikelnummer).

Das ist eine Teilabhängigkeit und verletzt die 2. Normalform.

Lösung (Aufteilung in zwei Tabellen)

Tabelle: Bestellposition

Bestellnr Artikelnummer Menge
1001 A01 2
1001 A02 1
1002 A01 1

Tabelle: Artikel

Artikelnummer Artikelname
A01 Tastatur
A02 Maus

Jetzt gilt: Alle Nicht-Schlüsselattribute hängen vollständig vom jeweiligen Primärschlüssel ab.

→ Die Tabellen befinden sich in der 2. Normalform.

3. Normalform (3NF)

Bedingungen:

  • Tabelle ist in 2NF
  • Keine transitiven Abhängigkeiten

Das bedeutet: Ein Nicht-Schlüsselattribut darf nicht von einem anderen Nicht-Schlüsselattribut abhängen.

Beispiel (nicht 3NF):

Beispiel zur 3. Normalform (3NF)

Gegeben ist folgende Tabelle:

Produktnr Produktname KategorieID Kategoriename
101 Tastatur 1 Eingabegeräte
102 Maus 1 Eingabegeräte
201 Monitor 2 Ausgabegeräte

Primärschlüssel:

  • Produktnr

Problem: Der Kategoriename hängt nicht direkt von der Produktnr ab, sondern von der KategorieID.

Transitive Abhängigkeit:

Produktnr → KategorieID → Kategoriename

Damit liegt ein Verstoß gegen die 3. Normalform vor.

Lösung (Aufteilung in zwei Tabellen)

Tabelle: Produkt

Produktnr Produktname KategorieID
101 Tastatur 1
102 Maus 1
201 Monitor 2

Tabelle: Kategorie

KategorieID Kategoriename
1 Eingabegeräte
2 Ausgabegeräte

Jetzt gilt: Alle Nicht-Schlüsselattribute hängen direkt vom jeweiligen Primärschlüssel ab.

→ Die Tabellen befinden sich in der 3. Normalform.

Durchgehendes Beispiel: 1NF → 2NF → 3NF

Ausgangstabelle (nicht normalisiert)

Problem: Mehrere Artikel stehen in einer Zelle.

Bestellnr Kunde Artikel
1001 Müller A01:Tastatur:1:Eingabegeräte, A02:Maus:2:Eingabegeräte
1002 Schmidt A01:Tastatur:1:Eingabegeräte

→ Wiederholungsgruppen vorhanden → Nicht in 1NF

1. Normalform (1NF)

Regel: Alle Werte sind atomar (eine Information pro Zelle).

Bestellnr Kunde Artikelnr Artikelname KategorieID Kategoriename Menge
1001 Müller A01 Tastatur 1 Eingabegeräte 1
1001 Müller A02 Maus 1 Eingabegeräte 2
1002 Schmidt A01 Tastatur 1 Eingabegeräte 1

Primärschlüssel:

  • (Bestellnr, Artikelnr)

2. Normalform (2NF)

Problem: Teilabhängigkeit.

In der 1NF-Tabelle ist der Primärschlüssel zusammengesetzt: (Bestellnr, Artikelnr).

  • Artikelname, KategorieID und Kategoriename hängen nur von Artikelnr ab.
  • Kunde hängt nur von Bestellnr ab.

Beides sind Teilabhängigkeiten → 2NF verletzt.

Lösung (Aufteilung in 3 Tabellen)

Tabelle: Bestellung

Bestellnr Kunde
1001 Müller
1002 Schmidt

Tabelle: Bestellposition

Bestellnr Artikelnr Menge
1001 A01 1
1001 A02 2
1002 A01 1

Tabelle: Artikel

Artikelnr Artikelname KategorieID Kategoriename
A01 Tastatur 1 Eingabegeräte
A02 Maus 1 Eingabegeräte

→ Jetzt hängen alle Nicht-Schlüsselattribute vollständig vom jeweiligen Primärschlüssel ab. → 2NF erfüllt.

3. Normalform (3NF)

Problem: Transitive Abhängigkeit.

Kategoriename hängt von KategorieID ab, nicht direkt von Artikelnr.

Artikelnr → KategorieID → Kategoriename

Lösung: Kategorie auslagern.

Tabelle: Artikel

Artikelnr Artikelname KategorieID
A01 Tastatur 1
A02 Maus 1

Tabelle: Kategorie

KategorieID Kategoriename
1 Eingabegeräte

→ Keine transitive Abhängigkeit mehr → 3NF erfüllt

Kurzüberblick

  • 1NF → atomare Werte
  • 2NF → keine Teilabhängigkeit
  • 3NF → keine transitive Abhängigkeit

Kurzmerksatz

1NF: atomar – 2NF: keine Teilabhängigkeit – 3NF: keine transitive Abhängigkeit.

Vorteile der Normalisierung

  • geringerer Speicherbedarf
  • bessere Datenkonsistenz
  • weniger Fehler bei Änderungen
  • klare Tabellenstruktur

Nachteile

  • mehr Tabellen
  • komplexere Abfragen (JOINs notwendig)

Kurzmerksatz

Normalisierung reduziert Redundanz und sorgt für konsistente, logisch strukturierte Datenbanktabellen.

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