Qu es la normalizacin?

Normalizacin es un conjunto de reglas que sirven para ayudar a los diseadores a desarrollar un esquema que minimice los problemas de lgica. Cada regla est basada en la que le antecede. La normalizacin se adopt porque el viejo estilo de poner todos los datos en un solo lugar, como un archivo o una tabla de la base de datos, era ineficiente y conduca a errores de lgica cuando se trataba de manipular los datos. Por ejemplo, vea la base de datos MiTienda. Si almacena todos los datos en la tabla Clientes, sta podra verse como se muestra a continuacin:--ClientesID_Cliente NombreApellidosNombre_Producto1 Costo_Producto1Imagen_Producto1 Nombre_Producto2 Costo_Producto2Imagen_Producto2 Fecha_PedidoCantidad_PedidoNombre_Cia_Envios--La tabla se ha descrito de manera abreviada pero aun as representa la idea general.Cmo podra aadir un nuevo cliente en su tabla Clientes? Debera aadir un producto y un pedido tambin. Qu tal si quisiera emitir un informe de todos los productos que vende? No podra separar fcilmente los productos de los clientes con una simple instruccin SQL. Lo bello de las bases de datos relacionales, si estn bien diseadas, es que puede hacer esto fcilmente.

La normalizacin tambin hace las cosas fciles de entender. Los seres humanos tenemos la tendencia de simplificar las cosas al mximo. Lo hacemos con casi todo desde los animales hasta con los automviles. Vemos una imagen de gran tamao y la hacemos menos compleja agrupando cosas similares juntas. Las guas que la normalizacin provee crean el marco de referencia para simplificar la estructura. En su base de datos de muestra es fcil detectar que usted tiene tres diferentes grupos: clientes, productos y pedidos. Si sigue las guas de la normalizacin, podra crear las tablas basndose en estos grupos.El proceso de normalizacin tiene un nombre y una serie de reglas para cada fase. Esto puede parecer un poco confuso al principio, pero poco a poco ir entendiendo el proceso, as como las razones para hacerlo de esta manera. A la mayora de la gente le encantan las hojas de clculo por la forma en la que manejan sus datos. El tiempo que le lleve reconfigurar su esquema para ajustarlo al proceso de normalizacin, siempre ser bien invertido. Al fin y al cabo, esto le tomar menos tiempo que el que tendra que invertir, para cortar y pegar sus columnas de datos para generar el informe que quiere su jefe.Otra ventaja de la normalizacin de su base de datos es el consumo de espacio. Una base de datos normalizada puede ocupar menos espacio en disco que una no normalizada. Hay menos repeticin de datos, lo que tiene como consecuencia un mucho menor uso de espacio en disco.

Grados de normalizacinExisten bsicamente tres niveles de normalizacin: Primera Forma Normal (1NF), Segunda Forma Normal (2NF) y Tercera Forma Normal (3NF). Cada una de estas formas tiene sus propias reglas. Cuando una base de datos se conforma a un nivel, se considera normalizada a esa forma de normalizacin. Por ejemplo, supongamos que su base de datos cumple con todas las reglas del segundo nivel de normalizacin. Se considera que est en la Segunda Forma Normal. No siempre es una buena idea tener una base de datos conformada en el nivel ms alto de normalizacin. Puede llevar a un nivel de complejidad que pudiera ser evitado si estuviera en un nivel ms bajo de normalizacin.

Primera Forma NormalLa regla de la Primera Forma Normal establece que las columnas repetidas deben eliminarse y colocarse en tablas separadas. sta es una regla muy fcil de seguir. Observe el siguiente ejemplo:--Tenemos una empresa pblica donde los puestos de trabajo estn regulados por el Estado, de modo que las condiciones salariales estn determinadas por el puesto. Se ha creado el siguiente esquema relacional:

EMPLEADOS (nss, nombre, puesto, salario, emails) con nss como clave primaria.

-- La tabla tiene varias columnas repetidas. stas se refieren principalmente a los emails. De acuerdo con la regla, debe eliminar las columnas repetidas de la tabla original y crearles su propia tabla. Tendramos que crear una nueva tabla llamada emails. Pero todava hay un problema. No hay forma de relacionar los datos de la tabla original Empleados con los de la nueva tabla Emails. Para hacerlo, debe aadir un campo clave a la segunda tabla de forma que se establezca la relacin. Lo ms simple es aadir a la tabla emails una clave primaria que se llame nss, creando una relacin con la clave de la tabla Empleados.

As, se ha establecido una relacin uno a varios. sta representa lo que la base de datos estar haciendo en la vida real. El empleado tendr muchos emails que podr utilizar. Usted ya no est obligado a aadir un emails al final del campo cada vez que el empleado tenga un nuevo email.

Poner la base de datos en la Primera Forma Normal resuelve el problema de los encabezados de columna mltiples. Muy a menudo, los diseadores de bases de datos inexpertos harn algo similar a la tabla no normalizada. Una y otra vez, crearn columnas que representen los mismos datos. En una empresa de servicios de electricidad, haba una base de datos para el control de refacciones de una planta nuclear. La tabla de su base de datos, la cual contena los nmeros de parte de las refacciones, tena una columna repetida ms de treinta veces. Cada vez que una nueva parte se tena que dar de alta, se creaba una nueva columna para almacenar la informacin. Obviamente, el diseo de la base de datos era bastante pobre y, por lo mismo, resultaba una pesadilla para sus programadores/administradores.

La normalizacin ayuda a clarificar la base de datos ya organizarla en partes ms pequeas y ms fciles de entender. En lugar de tener que entender una tabla gigantesca y monoltica que tiene muchos diferentes aspectos, usted slo tiene que entender objetos pequeos y ms tangibles, as como las relaciones que guardan con otros objetos tambin pequeos. No es necesario mencionar que un mejor entendimiento del funcionamiento de su base de datos conducir a un mejor aprovechamiento de sus activos.

Segunda Forma NormalLa regla de la Segunda Forma Normal establece que todas las dependencias parciales se deben eliminar y separar dentro de sus propias tablas. Una dependencia parcial es un trmino que describe a aquellos datos que no dependen de la clave de la tabla para identificarlos. En la base de datos de muestra, la tabla EMPLEADOS est en 1FN (y la tabla EMAILS no tiene atributos no clave), por lo que el esquema est en 2FN. Sin embargo, tenemos que examinar las dependencias funcionales de los atributos no clave de EMPLEADOS. Las dependencias funcionales que tenemos son las siguientes:

Tenemos que nombre, salario e email dependen del nssnss->nombre, salario, emailpero el salario depende en realidad del puestopuesto->salario

Como las claves son (nss, email), las dependencias de nombre, salario y email son incompletas, por lo que la relacin no est en 2FN.En general, tendremos que observar los atributos no clave que dependan de parte de la clave.

Siguiendo el ejemplo anterior, crearamos una nueva relacin con los atributos que tienen dependencia incompleta:

De nuevo, al organizar el esquema de esta forma puede reflejar el mundo real en su base de datos. Tendra que hacer algunos cambios en sus reglas del negocio para que esto fuera aplicable, pero para ilustrar la normalizacin, as est bien.

Una de las mayores desventajas de la normalizacin es el tiempo que lleva hacerlo. La mayora de la gente est demasiado ocupada, y emplear tiempo para asegurarse de que sus datos estn normalizados cuando todo funciona ms o menos bien, parece ser un desperdicio de tiempo. Pero no es as. Usted tendr que emplear ms tiempo arreglando una base de datos no normalizada que el que empleara en una normalizada.

Al haber alcanzado la Segunda Forma Normal, usted puede disfrutar de algunas de las ventajas de las bases de datos relacionales. Por ejemplo, puede aadir nuevas columnas a la tabla Clientes sin afectar a las tablas Productos y Pedidos. Lo mismo aplica para las otras tablas. Alcanzar este nivel de normalizacin permite que los datos se acomoden de una manera natural dentro de los lmites esperados.

Una vez que ha alcanzado el nivel de la Segunda Forma Normal, se han controlado la mayora de los problemas de lgica. Puede insertar un registro sin un exceso de datos en la mayora de las tablas. Observando un poco ms de cerca la tabla Clientes, vemos la columna Nombre_Cia_Envios. sta no es dependiente del cliente. El siguiente nivel de normalizacin explicar cmo solucionar esto.

Tercera Forma NormalLa regla de la Tercera Forma Normal seala que hay que eliminar y separar cualquier dato que no sea clave. El valor de esta columna debe depender de la clave. Todos los valores deben identificarse nicamente por la clave. En la base de datos de muestra, la tabla Clientes contiene la columna Nombre_Cia_Envios, la cual no se identifica nicamente por la clave. Podra separar estos datos de la tabla y ponerlos en una tabla aparte.

Eliminacin de los datos que no son claves para la Tercera Forma Normal--Clientes Productos PedidoMaestro PedidoDetallado Cias_EnviosID_cliente ID_Producto ID_Pedido ID_PedidoDetallado ID_Cia_EnviosID_Producto Nombre_Producto Fecha_Pedido ID_Pedido Nombre_Cia_Envios.Numero_Pedido Costos_Productos Cantidad_Pedidos Fecha_PedidoID_Cia_Envios Foto_Producto Cantidad_PedidoNombreApellidosDireccion--Ahora todas sus tablas estn en la Tercera Forma Normal. Esto le da ms flexibilidad y previene errores de lgica cuando inserta o borra registros. Cada columna en la tabla est identificada de manera nica por la clave, y no hay datos repetidos. Esto provee un esquema limpio y elegante, que es fcil de trabajar y expandir.

Qu tan lejos debe llevar la normalizacin?La siguiente decisin es qu tan lejos debe llevar la normalizacin? La normalizacin es una ciencia subjetiva. Determinar las necesidades de simplificacin depende de usted. Si su base de datos va a proveer informacin aun solo usuario para un propsito simple y existen pocas posibilidades de expansin, normalizar sus datos hasta la 3FN sea quiz algo extremoso. Las reglas de normalizacin existen como guas para crear tablas que sean fciles de manejar, as como flexibles y eficientes.

A veces puede ocurrir que normalizar sus datos hasta el nivel ms alto no tenga sentido. Por ejemplo, suponga que aade una columna extra para la direccin en su base de datos. Es muy normal tener dos lneas para la direccin. El esquema de la tabla podra verse como se muestra a continuacin:--ID_ClienteNombreApellidosDireccion1Direccion2--De acuerdo con las reglas, si aplica la Primera Forma Normal, la columna de direccin debera sacarse de esta tabla y reemplazarse con la clave de una nueva tabla. El resultado de este esquema se muestra a continuacin:

--ID_Cliente ID_DireccionNombre ID_ClienteApellidos Direccion--La base de datos ahora cumple con la Primera Forma Normal. Los clientes pueden tener ms de una direccin. El problema aqu es que usted ha complicado demasiado una idea simple, por tratar de seguir las reglas de normalizacin. En el ejemplo mostrado, la segunda direccin es totalmente opcional. Est ah slo para colectar informacin que pudiera utilizarse como informacin de contacto. No hay necesidad de partir la tabla en dos y forzar las reglas de la normalizacin. En esta instancia, el exceso de normalizacin frustra el propsito para el que se utilizan los datos. Aade, de manera innecesaria, un nivel ms de complejidad. Una buena forma de determinar si est llevando demasiado lejos su normalizacin, es ver el nmero de tablas que tiene. Un nmero grande de tablas pudiera indicar que est normalizando demasiado. Observe su esquema.

Est dividiendo tablas slo para seguir las reglas o estas divisiones son en verdad prcticas? stas son el tipo de cosas que usted, el diseador de la base de datos, necesita decidir. La experiencia y el sentido comn lo pueden auxiliar para tomar la decisin correcta. La normalizacin no es una ciencia exacta. Es subjetiva.

Existen seis niveles ms de normalizacin que no se han discutido aqu. Ellos son Forma Normal Boyce-Codd, Cuarta Forma Normal (4NF), Quinta Forma Normal (5NF) o Forma Normal de Proyeccin-Unin, Forma Normal de Proyeccin-Unin Fuerte, Forma Normal de Proyeccin-Unin Extra Fuerte y Forma Normal de Clave de Dominio. Estas formas de normalizacin pueden llevar las cosas ms all de lo que necesita. stas existen para hacer una base de datos realmente relacional. Tienen que ver principalmente con dependencias mltiples y claves relacionales.

En resumenLa normalizacin es una tcnica que se utiliza para crear relaciones lgicas apropiadas entre tablas de una base de datos.

Ayuda a prevenir errores lgicos en la manipulacin de datos. La normalizacin facilita tambin agregar nuevas columnas sin romper el esquema actual ni las relaciones.

Existen varios niveles de normalizacin: Primera Forma Normal, Segunda Forma Normal, Tercera Forma Normal, Forma Normal Boyce-Codd, Cuarta Forma Normal, Quinta Forma Normal o Forma Normal de Proyeccin-Unin, Forma Normal de Proyeccin-Unin Fuerte, Forma Normal de Proyeccin-Unin Extra Fuerte y Forma Normal de Clave de Dominio. Cada nuevo nivel o forma lo acerca ms a hacer su base de datos verdaderamente relacional.

Se discutieron las primeras tres formas. stas proveen suficiente nivel de normalizacin para cumplir con las necesidades de la mayora de las bases de datos.

Normalizar demasiado puede conducir a tener una base de datos ineficiente y hacer a su esquema demasiado complejo para trabajar. Un balance apropiado de sentido comn y prctico puede ayudarle a decidir cundo normalizar.