Formas Normales en Bases de Datos: De la Primera a la Tercera Forma Normal (1FN, 2FN, 3FN)

¿Qué son las Formas Normales?

Las formas normales son un conjunto de restricciones sobre las tablas que evitan los problemas de redundancia y las anomalías de modificación, inserción y borrado de datos.

El Proceso de Normalización

La normalización consiste en una descomposición de la relación universal (o de una colección de relaciones equivalentes a la misma) en una colección de relaciones en las que las anomalías de inserción, borrado y modificación no existan o sean mínimas.

Definición de las Formas Normales Principales

Primera Forma Normal (1FN)

Una relación está en 1FN si y solo si todos sus atributos son atómicos. Un atributo es atómico cuando en un campo de cada tupla solo se almacenará un único valor.

Segunda Forma Normal (2FN)

Una relación está en 2FN si y solo si está en 1FN y todos los atributos no clave dependen por completo de la clave primaria.

Tercera Forma Normal (3FN)

Una relación está en 3FN si y solo si está en 2FN y ninguno de los atributos no clave depende de manera transitiva de la clave primaria. Es decir, no existen atributos que dependan de otros atributos que no sean la clave primaria.

Ventajas y Objetivos de la Normalización

Ventajas Principales

• Facilidad de uso y claridad: Las tablas recogen los datos de manera clara y sencilla de entender, incluso para usuarios poco expertos.
• Flexibilidad y facilidad de gestión: La información que necesitan los usuarios se puede obtener directamente de las tablas o mediante operaciones de álgebra y cálculo relacional.
• Precisión: Las relaciones entre las tablas hacen que los datos de distintas tablas se relacionen con toda exactitud.
• Mínima redundancia: No se guarda información duplicada de manera innecesaria.
• Máximo rendimiento de las aplicaciones: Solo se utiliza la información que va a ser de utilidad para cada aplicación.

Objetivos del Diseño Normalizado

Los principales objetivos que busca un diseño normalizado son los siguientes (aunque a veces no se puedan conseguir todos):

• Eliminar anomalías de actualización, inserción y borrado.
• Conservar la información original (descomposición sin pérdida de información).
• Conservar las dependencias funcionales originales (descomposición sin pérdida de dependencias funcionales).
• No crear dependencias nuevas o relaciones inexistentes.
• Facilitar el uso y la modificación de las tablas creadas.
• Aumentar la eficiencia.

El Fundamento: Dependencias Funcionales

¿En qué se basa toda la teoría de la normalización? La respuesta está en un concepto clave que ha permitido un gran avance en el diseño de las bases de datos: la dependencia funcional.

Sabemos que una relación está formada por un conjunto de atributos, pero podemos afinar más esa definición: una relación se compone de un conjunto de atributos y sus dependencias, lo que se expresa como R (A, DF).

Los atributos (A) son fáciles de identificar, pero ¿cómo identificamos las dependencias funcionales (DF)? Estas dependencias son propiedades de la semántica (el significado) de los atributos y no pueden obtenerse de manera automática en una relación determinada; deben ser definidas por quien diseña la base de datos basándose en las reglas del negocio.