O que é normalização de banco de dados? Quais são as formas normais?

A normalização do banco de dados é um conjunto estruturado de etapas para projetar de maneira ideal um modelo de banco de dados. Por meio da normalização do banco de dados, administradores de banco de dados, engenheiros de dados e arquitetos de dados podem modelar e projetar uma estrutura para armazenar os dados de um aplicativo de forma que a camada de banco de dados do aplicativo funcione com eficiência máxima.

Nesse contexto, o modelo de dados refere-se ao conjunto de relacionamentos e entidades conceituais específicas para o caso de uso de negócios que os dados representam. Por exemplo, no caso de dados bancários de varejo, isso pode incluir transações financeiras e informações de contas de poupança do cliente.

Como a maioria dos sites e aplicativos de software depende do armazenamento de dados para operar com eficiência, a normalização do banco de dados continua sendo uma etapa crucial no gerenciamento de dados.

Vale a pena notar que também existe uma sexta forma normal (6NF). Dito isso, o 6NF ainda não está padronizado, então não o incluí nesta definição.

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O processo de normalização do banco de dados é uma etapa crítica em nosso gerenciamento de banco de dados por vários motivos. A normalização do banco de dados nos ajuda a:

Anomalias de banco de dados são erros que ocorrem ao modificar dados, como inserir, atualizar ou excluir valores ou atributos de dados específicos. Essas alterações podem levar a dados incorretos ou ausentes. A normalização dos dados pode evitar que o banco de dados sofra desses problemas durante as operações diárias.

As dependências funcionais são relacionamentos entre os atributos do banco de dados, que são as entidades conceituais e físicas que os dados representam. O atributo de um cliente pode ser seu número de telefone ou endereço residencial.

Veja como funciona: Um atributo (A) depende funcionalmente de outro atributo (B) quando, conhecendo o valor de B, você pode determinar exclusivamente o valor de A. Esse processo não funciona ao contrário. Em outras palavras, as dependências funcionais representam relacionamentos entre os dados. Eles são mais bem organizados ou gerenciados por meio da normalização, um processo que demonstrarei a seguir.

No projeto de banco de dados, queremos evitar que muitas partes do banco de dados (e seus dados) dependam de várias outras partes do banco de dados. Em outras palavras, queremos evitar um sistema fortemente acoplado.

Em um sistema fortemente acoplado, uma parte do sistema pode quebrar ou parar de funcionar, levando assim à quebra de muitas outras partes, o que acaba afetando negativamente o desempenho do banco de dados.

A normalização ajuda os administradores de banco de dados a obter um sistema fracamente acoplado que é mais modular e menos interdependente. Esse acoplamento flexível ajuda no diagnóstico operacional e na análise da causa raiz dos problemas quando eles ocorrem inevitavelmente.

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No gerenciamento de banco de dados, as redundâncias referem-se principalmente a ter dados duplicados no sistema, o que podemos evitar por meio da normalização. Evitar dados duplicados é importante, pois pode economizar dinheiro adicional e recursos de armazenamento necessários para mantê-los, além do risco de ter que atualizar/manter a consistência dos dados em vários locais, em vez de simplificar o modelo de dados.

Um efeito colateral positivo de todos os itens acima é a prevenção de bugs, problemas de sistema e, finalmente, até mesmo tempo de inatividade potencial do aplicativo de software. O tempo de inatividade do sistema pode ocorrer devido a falhas na camada de banco de dados se os dados não forem devidamente normalizados. Esse aspecto conecta diretamente o gerenciamento e o armazenamento adequados dos dados do aplicativo nos sistemas de back-end com a experiência do cliente no front-end — e, por fim, o sucesso de mercado da empresa proprietária do aplicativo.

Um banco de dados normalizado também ajuda a obter ganhos de eficiência. Por exemplo, seu sistema pode precisar executar um conjunto menor de operações para modelar, atender e processar os dados dos clientes. Um conjunto menor de operações devido a dados bem normalizados também requer menos poder de computação, resultando em economia de custos na infraestrutura de software (ou pilha) na qual o aplicativo de banco de dados é executado. Por esse motivo, a normalização do banco de dados também está diretamente ligada à economia nos custos operacionais.