ERD設計におけるデータベース正規化

正規化とは？

データベース正規化は、データの冗長性を削減しデータの整合性を向上させるためにデータベーススキーマを整理するプロセスです。テーブルをより小さく、よく構造化されたテーブルに分解し、それらの間のリレーションシップを定義します。目標は、すべてのデータが正確に1か所に保存されるスキーマです。

第1正規形（1NF）

テーブルが1NFにある条件：

• すべてのカラムがアトミック（分割不可能）な値を含む
• 繰り返しグループや配列がない

違反：

id	name	phone_numbers
1	Alice	555-0001, 555-0002

修正： 1対多リレーションシップで別のphone_numbersテーブルを作成。

第2正規形（2NF）

テーブルが2NFにある条件：

• すでに1NF
• すべての非キーカラムが主キー全体に依存（部分従属なし）

これは複合主キーを持つテーブルに関連します。

違反： PK (student_id, course_id)を持つテーブルで、カラムstudent_nameがstudent_idのみに依存し、完全なキーには依存しない。

修正： student_nameをstudentsテーブルに移動。

第3正規形（3NF）

テーブルが3NFにある条件：

• すでに2NF
• 非キーカラムが他の非キーカラムに依存しない（推移従属なし）

違反：

id	department_id	department_name

department_nameはdepartment_idに依存し、idに直接依存しない。

修正： 別のdepartmentsテーブルを作成し、外部キーで参照。

ERD設計での正規化

ERDを設計する際：

1. すべてのデータを含む単一エンティティから始める
2. 繰り返しグループを識別 → 1:Nリレーションシップで新しいエンティティに抽出
3. 複合キーを確認 → 非キーカラムが完全なキーに依存することを確認
4. 推移従属を識別 → ルックアップ/参照テーブルに抽出

いつ非正規化するか

パフォーマンス要件が意図的な非正規化を正当化することがあります：

• 計算値のキャッシュ（例：order_total）
• 読み取り重視のシステムでJOIN多用クエリの削減
• 時系列や分析テーブル

重要なのは、最初に正規化し、明確なドキュメントとともに戦略的に非正規化することです。