Normalização de Banco de Dados: Entendendo as Formas Normais

Este FAQ detalhado aborda as formas normais de banco de dados, desde a 1ª Forma Normal (1FN) até a 5ª Forma Normal (5FN), incluindo conceitos, exemplos e hacks úteis. Vamos explorar as melhores práticas para criar um banco de dados bem projetado e eficiente.

É também um complemento do artigo: O que é normalização de banco de dados?

O que é Normalização em Banco de Dados?

A normalização é um processo sistemático para organizar dados em tabelas de um banco de dados relacional, reduzindo a redundância e garantindo a integridade dos dados. Ela é dividida em formas normais (normal forms), cada uma com critérios específicos.

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1ª Forma Normal (1FN)

Critérios:

1. Os dados devem ser armazenados em tabelas bidimensionais (linhas e colunas).
2. Cada célula deve conter um único valor (atomização).
3. Não deve haver grupos repetitivos ou listas dentro de colunas.

Exemplo:

Tabela Não Normalizada:

ID do Cliente	Nome	Telefones
1	João	12345, 67890
2	Maria	54321

Tabela em 1FN:

ID do Cliente	Nome	Telefone
1	João	12345
1	João	67890
2	Maria	54321

Hack:

Use o comando UNNEST em SQL para separar valores de uma lista em diferentes linhas:

SELECT ID, Nome, UNNEST(string_to_array(Telefones, ',')) AS Telefone
FROM clientes;

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2ª Forma Normal (2FN)

Critérios:

1. Satisfaz todos os requisitos da 1FN.
2. Cada coluna não-chave deve depender exclusivamente da chave primária (eliminação de dependências parciais).

Exemplo:

Tabela em 1FN:

ID do Pedido	Produto	Preço	Cliente	Endereço
1	Livro	30.00	João	Rua A, Nº 123
2	Caneta	5.00	Maria	Rua B, Nº 456

Problema:

• Dependência Parcial: O endereço depende apenas do cliente, não do ID do Pedido.

Tabelas em 2FN:

Pedidos:

ID do Pedido	Produto	Preço	ID do Cliente
1	Livro	30.00	1
2	Caneta	5.00	2

Clientes:

ID do Cliente	Nome	Endereço
1	João	Rua A, Nº 123
2	Maria	Rua B, Nº 456

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3ª Forma Normal (3FN)

Critérios:

1. Satisfaz todos os requisitos da 2FN.
2. Elimina dependências transitivas (uma coluna não-chave não deve depender de outra coluna não-chave).

Exemplo:

Tabela em 2FN:

ID do Cliente	Nome	CEP	Cidade
1	João	12345	São Paulo
2	Maria	67890	Rio

Problema:

• Dependência Transitiva: O CEP determina a cidade.

Tabelas em 3FN:

Clientes:

ID do Cliente	Nome	CEP
1	João	12345
2	Maria	67890

Endereços:

CEP	Cidade
12345	São Paulo
67890	Rio

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Forma Normal de Boyce-Codd (BCNF)

Critérios:

1. Satisfaz todos os requisitos da 3FN.
2. Cada determinante deve ser uma chave candidata (elimina dependências funcionais inadequadas).

Exemplo:

Tabela em 3FN:

ID do Curso	Professor	Departamento
1	Dr. Silva	Matemática
2	Dr. Lima	Física

Problema:

• Um professor pode ensinar em mais de um departamento, o que cria uma dependência funcional inadequada.

Tabelas em BCNF:

Cursos:

ID do Curso	Departamento
1	Matemática
2	Física

Professores:

Professor	Departamento
Dr. Silva	Matemática
Dr. Lima	Física

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4ª Forma Normal (4FN)

Critérios:

1. Satisfaz todos os requisitos da BCNF.
2. Elimina dependências multivaloradas (uma entidade não deve ter múltiplos valores independentes associados).

Exemplo:

Tabela em BCNF:

Aluno	Curso	Atividade
João	Matemática	Xadrez
João	Física	Futebol

Problema:

• A relação entre cursos e atividades não é dependente.

Tabelas em 4FN:

Alunos-Cursos:

Aluno	Curso
João	Matemática
João	Física

Alunos-Atividades:

Aluno	Atividade
João	Xadrez
João	Futebol

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5ª Forma Normal (5FN)

Critérios:

1. Satisfaz todos os requisitos da 4FN.
2. Remove dependências de junção (a tabela não deve depender de mais de uma relação composta).

Exemplo:

Tabela em 4FN:

Aluno	Curso	Professor
João	Matemática	Dr. Silva
Maria	Física	Dr. Lima

Problema:

• A dependência entre Aluno e Professor deve ser analisada separadamente.

Tabelas em 5FN:

Alunos-Cursos:

Aluno	Curso
João	Matemática
Maria	Física

Cursos-Professores:

Curso	Professor
Matemática	Dr. Silva
Física	Dr. Lima

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Hacks e Dicas Práticas

1. Identifique Dependências: Use consultas para detectar dependências não normalizadas:sqlCopiar códigoSELECT coluna1, coluna2, COUNT(*) FROM tabela GROUP BY coluna1, coluna2 HAVING COUNT(*) > 1;
2. Automatize a Normalização: Utilize ferramentas de modelagem, como o MySQL Workbench ou pgAdmin, para identificar problemas de design.
3. Desnormalize Quando Necessário: Em sistemas de alto desempenho (OLAP), a desnormalização pode ser útil para reduzir o número de junções:sqlCopiar códigoCREATE VIEW view_denormalizada AS SELECT c.ID, c.Nome, e.Cidade FROM Clientes c JOIN Enderecos e ON c.CEP = e.CEP;
4. Teste o Desempenho: Utilize índices adequados para evitar lentidão após a normalização:sqlCopiar códigoCREATE INDEX idx_cliente_cep ON Clientes(CEP);

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Resumo

A normalização é um processo crucial para o design de bancos de dados eficientes e livres de anomalias. Cada forma normal aborda um problema específico, desde a atomização de dados na 1FN até a eliminação de dependências complexas na 5FN. Aplicar essas técnicas garante um banco de dados robusto e escalável, pronto para atender às demandas do mundo real.

Se você tem dúvidas ou quer aprofundar o conhecimento, sinta-se à vontade para perguntar! 😊

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