Modul 02: Normalisierung (1NF, 2NF, 3NF) & Datenanomalien | LF 8: Daten systemübergreifend bereitstellen

Die drei Normalformen zur Eliminierung von Redundanzen, Einfüge-, Änderungs- und Löschanomalien nach E. F. Codd.

📖 Fachtheorie & KMK-Prüfungswissen

1. Warum Normalisierung? Die drei Datenanomalien

Einfüge-Anomalie (Insert): Daten können nicht eingegeben werden, weil der Primärschlüssel noch unvollständig ist (z. B. ein neuer Kurs kann nicht angelegt werden, solange noch kein Teilnehmer angemeldet ist).
Änderungs-Anomalie (Update): Eine Information ist mehrfach gespeichert. Wird sie nur an einer Stelle geändert, entstehen inkonsistente Datensätze (z. B. Kunde ändert Adresse, aber in alten Rechnungszeilen steht noch die alte Adresse).
Lösch-Anomalie (Delete): Beim Löschen eines Datensatzes gehen unbeabsichtigt andere wichtige Informationen verloren (z. B. Löschen des letzten Teilnehmers löscht den gesamten Kurs aus der Datenbank).

2. Die drei Normalformen im Detail

1. Normalform (1NF): Eine Relation ist in 1NF, wenn alle Attribute atomare (nicht weiter zerlegbare) Wertebereiche aufweisen und keine Wiederholungsgruppen existieren (z. B. Spalte "Name: Dr. Max Mustermann" muss aufgeteilt werden in Anrede, Vorname, Nachname; mehrere Telefonnummern in einer Zelle sind verboten!).
2. Normalform (2NF): Die Relation ist in 1NF UND jedes Nichtschlüsselattribut ist vom GESAMTEN Primärschlüssel voll funktional abhängig. Betrifft nur Tabellen mit zusammengesetztem Primärschlüssel! Hängt ein Attribut nur von einem Teil des Schlüssels ab, muss es in eine eigene Tabelle ausgelagert werden.
3. Normalform (3NF): Die Relation ist in 2NF UND kein Nichtschlüsselattribut hängt transitiv von einem anderen Nichtschlüsselattribut ab (z. B. PLZ -> Ort: Der Ort hängt von der PLZ ab, nicht direkt vom KundenID-Primärschlüssel -> PLZ und Ort gehören in eine PLZ-Referenztabelle!).

✍️ Authentische IHK-Prüfungsaufgaben mit Erwartungshorizont

Schrittweise Überführung in die 3. Normalform 10 Punkte

Gegeben ist folgende unnormalisierte Auftragstabelle: Bestellungen (BestellNr, Datum, KundenNr, KundenName, KundenPLZ, KundenOrt, ArtikelNr, ArtikelName, Menge, Einzelpreis)

Überführen Sie die Tabelle schrittweise in die 3. Normalform. Geben Sie für jede Normalform (1NF, 2NF, 3NF) die resultierenden Tabellen mit Primärschlüsseln [PK] und Fremdschlüsseln [FK] an.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)

1. Erste Normalform (1NF): Atomare Werte; Beseitigung von Mehrfachpositionen pro Bestellung. Zusammengesetzter Primärschlüssel aus (BestellNr, ArtikelNr): Tabelle_1NF (BestellNr [PK], ArtikelNr [PK], Datum, KundenNr, KundenName, KundenPLZ, KundenOrt, ArtikelName, Einzelpreis, Menge). (2 Pkt.) 2. Zweite Normalform (2NF): Beseitigung von Teilabhängigkeiten vom zusammengesetzten Schlüssel: - Datum, KundenNr, KundenName, KundenPLZ, KundenOrt hängen nur von BestellNr ab. - ArtikelName und Einzelpreis hängen nur von ArtikelNr ab. - Menge hängt von beiden ab (BestellNr + ArtikelNr). Resultierende Tabellen: - Bestellung (BestellNr [PK], Datum, KundenNr, KundenName, KundenPLZ, KundenOrt) - Artikel (ArtikelNr [PK], ArtikelName, Einzelpreis) - Bestellposition (BestellNr [PK, FK], ArtikelNr [PK, FK], Menge) (4 Pkt.) 3. Dritte Normalform (3NF): Beseitigung transitiver Abhängigkeiten in der Tabelle Bestellung (KundenNr -> KundenName, KundenPLZ; KundenPLZ -> KundenOrt): - Kunde (KundenNr [PK], KundenName, KundenPLZ [FK]) - Ort (PLZ [PK], Ort) - Bestellung (BestellNr [PK], Datum, KundenNr [FK]) - Artikel (ArtikelNr [PK], ArtikelName, Einzelpreis) - Bestellposition (BestellNr [PK, FK], ArtikelNr [PK, FK], Menge) (4 Pkt.)