【デスペ5問】正規形の定義（データーベーススペシャリスト）

このNoteにはデータベーススペシャリスト（デスペ）AMIIに出題される正規化・正規形の問題をまとめました。

正直データベース設計は、応用情報技術者試験（AP）までは何となく解けていたかもですが、部分関数従属・推移的関数従属、さらに第3正規形以降の形態について理論的に理解する必要があります。

大丈夫。私も同じでしたよ。デスペで初めて厳密に理解しました。

とはいえデータベースは第3正規形で留めるのが一般的。

第3以降は、キーワードだけ知っていれば問題ありません。

ただし第3正規形に例外知識が必要です。

第3正規形では主キーからの従属だけになっていると思っていましたが、実は違うのです。

また、推移的関数従属なのか迷うケースもあります。 この2つはAMIIで問われます。午後では問われないです（問われたら、ただでさえ難しいのに、ヤバすぎ）。

このNoteは、データベーススペシャリスト独学合格、IT専門学校の先生の経験を基に書いています。

それでは始めましょう！

講座：3段階

正規形・正規化を3段階で学習します。

• 非～第3正規形, 第1～3正規化まど

• 第3正規形までが持っている2つの性質

  • 情報無損失分解

  • 関数従属性保存

• ボイス・コッド正規形～第5正規形

非～第3正規形, 第1～3正規化

第3正規形までは応用情報技術者試験までに出題されてきました。

正直何となく解けていた方もいらっしゃるでしょう（私がそうでした）。

デスペでは、従属性の違いをしっかり認識することから始めます。

• 非正規形：繰り返し項目がある
  ↓ 第1正規化：繰り返し項目を排除

• 第1正規形：部分関数従属がある
  ↓ 第2正規化：部分関数従属を排除

• 第2正規形：部分関数従属がない（完全関数従属である）
  　　　　　  推移的関数従属がある
  ↓ 第3正規化：推移的関数従属を排除

• 第3正規形：大方のデーターベースが目指す形

• 繰り返し項目：1つの項目に複数の値が格納されている

• 部分関数従属：「候補キーの一部」に従属した属性がある

  • 部分関数従属がないこと：完全関数従属

• 推移的関数従属：「非候補キー」に従属した属性はある

• 非正規形：繰り返し項目が残る

• 第1正規形：部分的関数従属と推移的関数従属が残る

• 第2正規形：推移的関数従属が残る

• 第3正規形：大方のデーターベースが目指す形

非正規形は繰り返し項目で見分けられます。

繰り返し項目を単一値にするには行を分けるので、行を特定するために複合主キーにするしかありません。（または新しい主キーを1つ作り直すか）

複合主キーは、複数の項目が主キーになっているため、複合主キーを構成している項目に従属する「部分関数従属」があり得ます。

下図のように複合主キーが2つの項目から成れば、1つの項目に従属するかを考えます。部分関数従属があるなら、複合主キーの一部を主キーに設定した別表に分解します。

なお、主キーが1つなら、第1正規形は自動的に第2正規形になっています。

もし複合主キーが3つの項目なら、1つor2つの項目に従属した項目があるかもしれません。複合主キーが4つなら、1～3つの項目からの従属があるか探します。

主キー以外の項目に従属している「推移的関数従属」があると、また第2正規形です。主キー以外の項目を主キーに設定した別表に分解して、第3正規形を目指します。

なお、第2正規形にした時に、推移的関数従属がなければ、自動的に第3正規形になります。

第3正規形までが持っている2つの性質

データベース設計では第3正規形を目指すのが一般的です。

理由は、第3正規形までが「情報無損失分解」「関数従属性保存」を満たす最後の形態だからです。

• 情報無損失分解：結合し直せば分解前の関係を復元できる分解

• 関数従属性保存：分解後に分解前に持っていた従属関係を保つ

ボイス・コッド正規形～第5正規形

第3正規形以降も、ボイス・コッド, 第4, 第5正規形があります。

AMII対策として、特徴の用語だけを知っておきましょう。

• ボイス・コッド正規形：自明な関数従属性がある

• 第4正規形：自明な多値従属性がある

• 第5正規形：自明な結合従属性がある

AMIIの用語問題では出題されますが、午後問題ではめったに出題されないので、実際にどんなデータ値なのかはテキストで見る程度でOKです。

最後に、正規形・正規化・性質を全てまとめます。

問題演習1

正答はイ。

第3正規形には、部分関数従属と推移的関数従属がない状態です。

「第2正規形から第3正規形になる条件」、つまり第3正規化では、推移的関数従属を解消します。

• ア：部分関数従属がないのは、第2正規形である条件です。

• イ：正しい。推移的関数従属がないのは、第3正規形である条件です。

• ウ：第1正規形である条件です。原子定義域とは、項目が単一値である（繰り返し項目ではない）ことです。

• エ：ボイス・コッド正規形である条件です。正解には不要なので割愛します（今後も問われることはないので、理解する必要もありません）。

推移的関数従属の注意点

少し難しいので、消去法で正答します。

正答はイ。

• ア：繰り返し属性への従属があると、非正規形です

• イ：正しい。

• ウ：候補キーの一部からの従属とは、部分関数従属なので、第1正規形です。

• エ：非属性→非属性とは、推移的関数従属を指しているため、第2正規形です。

消去法でイと正答できます。

第3正規形は候補キー→候補キー、例えば「主キー→主キー」や「非主キー→主キー」など、主キーを特定する従属が残っていることがあります。

正答はウ。

今回は下図の上の関係が書かれています。

第3正規形には「候補キー→候補キー」の従属が残っている場合があります。

まず、C→Bと非候補キーCから候補キーBへ戻っているので、エ「ボイス・コッド正規形」ではありません。

次に、候補キー{A, B}の時に、A単独やB単独に従属する関係は明記されてないため、部分関数従属はありません。よってア「第1正規形」ではありません。

最後に候補キー{A, B}を主キーとした時に、非キーCに従属した非キーはないので、推移的関数従属もありません。よって「第2正規形」ではなく、第3正規形と判断します。

問題演習2

正答はア。

一発でア「第3正規形」を引いてください。

• 情報無損失分解：結合し直せば分解前の関係を復元できる分解

• 関数従属性保存：分解後に分解前に持っていた従属関係を保っている

以上2つを満たしているのは、「第3正規形まで」。

よって第3正規形以降の、イ「ボイスコッド正規形」、エ「第4正規形」は誤り。またウの「第1正規形への変換（第1正規化）」は表を分解しないので誤りと判断。

正答はウ。

• ア：関数従属性保存は第3正規形まで。「全て」ではない。

• イ：情報無損失分解は第3正規形まで。「全て」ではない。

• ウ：正しい。

• エ：多値従属性は第4正規形までは保たれます。

まとめ

お疲れ様でした！

以下2つの図を、学習ノートに書き出したり、スマホにダウンロードしておくと良いかなと思います。

私が合格してきた勉強法についてもNoteにしました。

まずは書籍の読み倒し方、AMIIの勉強だけでも参考にして頂ければ、嬉しいです。

p.s. 普段は >> 専門学校とIT就職のブログ << をやってます。

でわでわ（・ω・▼）ノシ