Schlüssel und Abhängigkeiten

Bevor wir zu den zwei weiteren Normalformen gelangen, ist es zunächst erforderlich, einige Begrifflichkeiten zu verstehen, darunter die verschiedenen Schlüssel und Abhängigkeiten.

Schlüsselkandidaten und Primärschlüssel

Je nach Definition gehört es schon zur 1NF, einen Primärschlüssel zu erstellen . Dieser dient der eindeutigen Identifizierung eines Eintrages der Tabelle. Spätestens bei der zweiten Normalform sollte man sich das Konzept von Primär- und Fremdschlüsseln zu eigen gemacht haben.

Um diese Beispiel nutzen zu können, gehen wir vereinfacht davon aus, dass Kennzeichen und Auto fest zusammenhängen. Wenn ein Auto also einmal ein Kennzeichen bekommen hat, ändert sich dies nicht mehr und auch, wenn das Auto schon verschrottet wurde, wird das Kennzeichen nicht anderweitig vergeben.

Zunächst bestimmen wir die verschiedenen Schlüsselkandidaten.

Schlüsselkandidat

Ein Schlüsselkandidat ist eine minimale Menge von Attributen, mit denen jeder Eintrag in einer Datenbanktabelle eindeutig identifiziert werden kann.

Dabei ist nicht nur von den tatsächlich vorliegenden Werten auszugehen, sondern von allen weiteren denkbaren Einträgen. Man könnte auf die Idee kommen, dass die D-Nr. schon als Primärschlüssel ausreicht, da sie in der Tabelle immer eindeutig ist. Allerdings ist dies die ID für die Dienstleistungen, die vorgenommen werden sollen. Soll also bei einem zweiten Auto ein Ölwechsel vorgenommen werden, ist das Feld nicht mehr eindeutig. Man erkennt schnell: Zum Identifizieren der Schlüsselkandidaten benötigt man genaue Kenntnisse der Umstände.

In der Praxis ist es ein häufiges Vorgehen, einen künstlichen Schlüssel hinzuzufügen, der etwa eine aufsteigende Nummerierung der Einträge enthält. In unserem Beispiel ist dieses Vorgehen allerdings nicht notwendig.

Mögliche Schlüsselkandidaten sind:

Datum, Kennzeichen, D-Nr.
Datum, Kennzeichen, Dienstleistung
Datum, Kennzeichen, Auftrag, Beendet

Hat man alle Schlüsselkandidaten identifiziert, liegt es an der Person, welche die Datenbank normalisiert, sich für einen Primärschlüssel zu entscheiden. Dies kann nach subjektiven Kriterien geschehen, allerdings sollte man einen möglichst kleinen Schlüssel wählen, dessen Attribute sich möglichst nicht mehr ändern sollten.

Primärschlüssel

Der Primärschlüssel einer Tabelle ist ein beliebig gewählter Schlüsselkandidat.

In diesem Fall entscheiden wir uns für die Kombination Datum, Kennzeichen und D-Nr. Die Überschriften aller Attribute, die Teil des Primärschlüssels sind, werden in der Regel unterstrichen dargestellt.

Tabelle: Aufträge

Datum	Kennzeichen	Automarke	Modell	KdNr.	Kunde	MNr.	Mechaniker	DNr.	Dienstleistungen	Beendet
16.3.2018	MK:KI 163	Volvo	850	K101	Kiwits	M01	Meinecke	D801	Scheinwerfer reparieren	Ja
16.3.2018	MK:KI 163	Volvo	850	K101	Kiwits	M01	Meinecke	D401	Bremsen kontrollieren	Ja
4.5.2018	MS:KU 458	Ford	Mondeo	K102	Kurze	M02	Münz	D106	Ausbeulen	Ja
5.5.2018	DO:KL 558	VW	Golf	K103	Klein	M02	Münz	D408	Batterie wechseln	Nein
8.6.2018	MK:KI 163	Volvo	750	K101	Kiwits	M03	Maler	D402	Bremsen erneuern	Nein
9.6.2018	MK:KL 96	Opel	Astra	K103	Klein	M03	Maler	D002	Ölwechsel	Nein

Attribute, die zu keinem Schlüsselkandidaten gehören, werden auch Nichtschlüsselattribute genannt.

Funktionale und transitive Abhängigkeit

Zur Überprüfung der zweiten und dritten Normalform untersucht man die Abhängigkeiten der Werte zueinander.

Funktionale Abhängigkeit

Eine Attributmenge A ist funktional abhängig von einer Attributmenge B, wenn jedem Wert von B genau ein Wert von A zugeordnet werden kann.

Folgende Beispiele für funktionale Abhängigkeiten sind in der Tabelle zu finden:

Der Kunde ist funktional abhängig vom Kennzeichen.
Die Dienstleistung ist funktional abhängig von der D-Nr.
Das Modell ist funktional abhängig von der Automarke.
Der Mechaniker ist funktional abhängig von Datum und Kennzeichen.
Der Mechaniker ist funktional abhängig von Datum, Kennzeichen und Automarke.

Vollfunktionale Abhängigkeit

Eine Attributmenge A ist vollfunktional abhängig von eine Attributmenge B, wenn A funktional abhängig ist von B, jedoch nicht von einer Teilmenge von B.

Wir hatten bereits festgestellt, dass der Mechaniker funktional abhängig ist von Datum, Kennzeichen und Automarke. Jedoch ist diese Abhängigkeit nicht vollfunktional, weil eine Teilmenge existiert von der der Mechaniker abhängig ist – nämlich Datum und Kennzeichen. Von dieser Menge wiederum könnte man kein Attribut entfernen, ohne die funktionale Abhängigkeit zu verlieren. Somit gilt: Der Mechaniker ist vollfunktional abhängig von Datum und Kennzeichen. Mit diesen Definitionen schreiten wir nun weiter zur zweiten Normalform.

Zweite Normalform