関係の正規化

関係の正規化とは、データベース設計において、データの冗長性（重複）を排除し、データの整合性を保つために、関係データベースのテーブル構造を整理するプロセスのことです。正規化を行うことで、データの更新や削除の際に発生する異常（アノマリー）を防ぎ、データベースの保守性や効率性を向上させることができます。

関係の正規化は、データベース設計において重要な概念です。正規化を行うことで、データの冗長性や異常を排除し、データベースの品質を向上させることができます。ただし、正規化のレベルは、データベースの用途や性能要件などを考慮して適切に選択する必要があります。

正規化の必要性

正規化されていないデータベースでは、以下のような問題が発生する可能性があります。

• 更新異常: あるデータを更新する際に、同じデータが複数の場所に存在するため、全ての箇所を更新する必要があり、更新漏れや不整合が生じる可能性があります。
• 削除異常: あるデータを削除する際に、関連する他のデータまで意図せず削除されてしまう可能性があります。
• 挿入異常: あるデータを挿入する際に、他のデータが不足しているために挿入できない、または不要なデータまで挿入する必要が生じる可能性があります。

正規化の段階

正規化は、段階的に行われます。それぞれの段階を「正規形」と呼び、以下のものが代表的です。

• 第一正規形（1NF）: テーブル内の各列に、複数の値が含まれないようにします。（原子値のみ）
• 第二正規形（2NF）: 第一正規形を満たし、かつ、主キーの一部に依存する列が存在しないようにします。
• 第三正規形（3NF）: 第二正規形を満たし、かつ、主キー以外の列に依存する列（推移的関数従属性）が存在しないようにします。
• ボイス＝コッド正規形（BCNF）: 第三正規形を満たし、かつ、全ての決定子が候補キーであるようにします。

正規化のメリットとデメリット

メリット

• データの重複が排除される： 同じ情報を何度も入力する必要がなくなり、ストレージ容量を節約できます。
• 更新時の手間とミスが減る： 例えば、顧客の住所が変わった際、1箇所のデータを修正するだけで全ての関連データに反映されます。
• データの整合性が保たれる： 「ある場所ではAという名前なのに、別の場所ではBになっている」といった矛盾が発生しなくなります。
• テーブルの役割が明確になる： 1つのテーブルが1つのテーマ（顧客、商品など）に絞られるため、構造が理解しやすくなります。

デメリット

• 検索（参照）スピードが低下する： データが複数のテーブルに分散するため、情報を取得する際に「結合（JOIN）」という処理が必要になり、計算負荷が増えます。
• SQL（クエリ）が複雑になる： 必要なデータを取り出すために、いくつものテーブルを繋ぎ合わせる複雑な命令を書く必要があります。
• 設計の難易度が上がる： どこまで分割すべきか（第1正規形〜第3正規形など）を見極める専門的な知識が必要になります。

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