【初心者向け】データベース(DB)の正規化とは

IT用語

はじめに

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この記事はこんな方にオススメ！

IT系の分野で活躍したいので、IT用語・知識を習得したい
基本情報技術者、応用情報技術者などIT系の資格を取りたい
システムエンジニアとして復習がしたい

データベースの正規化とは

データベースで扱うデータに矛盾や重複がないよう最適化し、データを効率よく取り扱えるように設計することをデータベースの正規化といいます。正規化を行うメリットとしては、データの追加、更新、削除などに伴うメンテナンスの効率化、及びデータの呼び出しの効率化ができることです。また、正規化されていないデータベースを非正規系と呼び、非正規系から第1正規系⇨第2正規系⇨第3正規系と段階を踏んで正規化していきます。関係データベース(RDB)では第3正規系まで正規化されたデータベースが使われます。ではそれぞれの正規系について説明していきます。

非正規系とは

例えば、下のような３つの請求書があるとします。

請求書①

請求書②

請求書③

この３つの請求書を請求書単位のデータで一覧化すると次のようになります。

この一覧表では「費目コード」から「金額」までの項目が繰り返しされています。

このような繰り返し部分を持っているデータを非正規系のデータといいます。繰り返し部分を持っているデータベースは関係データベース(RDB)を扱う上では利用価値はありません。おおざっぱに言うと、この形ではシステムでは使えません。

第1正規系とは

第1正規系とは、前章で紹介した非正規系から繰り返し部分を除いた形を指します。第1正規系でのゴールはとにかく行と列が揃った二次元の表を目指していきます。非正規系から第1正規系の変換をイメージで捉えてみましょう。

まずは非正規系のイメージ

次に非正規系から第1正規系に変換イメージ

イメージは掴めたところで、前章の請求書の例をもとに第1正規化を行った結果が次のとおりです。

非正規化状態

第1正規化後

青色の行が非正規化時点で繰り返しとなっていた部分を新たに差し込んだ行です。綺麗な二次元の表になりました。また、ここで重要なポイントとして「金額」項目がなくなりました。「金額」項目は単価と数量の掛け算で求められます。後からでもシステム的に計算できる項目は第1正規化時点で省きます。省かなくても問題はありませんが、できるだけ綺麗な形を目指します。

次に第2正規系の説明ですが、第2正規系を説明する前に前提の知識として、関数従属と部分関数従属についておさえていきましょう。

関数従属とは

主キーのある値を取った時、それぞれの列の値も必ず決まるという関係を関数従属の関係にあるといいます。例えば、下の例でいうと、ある患者番号を取ったときに必ず患者名と住所がわかるという関係で、患者名、住所は患者番号に関数従属しているといいます。

部分関数従属とは

複合キーのそれぞれの列において、ある値を取った時、それぞれの列の値も必ず決まるという関係を部分関数従属の関係にあるといいます。例えば、下の例でいうと、請求書番号と費目コードの２つで複合キーであった場合、請求書番号が決まれば、請求書発行日、取引先コード、取引先名称がわかります。また、費目コードからは費目名と単価がわかります。このような関係を部分関数従属にあるといいます。