データベース正規化とは？第1〜第3正規形の変換手順を図解で理解する

設計が甘いテーブルに起きる問題は3種類ある。

• 挿入異常：新しいデータを入れようとすると不整合が起きる
• 更新異常：1か所を変更すると複数行の修正が必要になる
• 削除異常：1件消すと他の必要なデータまで消えてしまう

これらをまとめて「更新異常」と呼ぶ。正規化とは、更新異常を防ぐためにテーブルを分解・整理するプロセスだ。

正規化前のテーブルで何が起きるか

以下の「受注テーブル」を例に考える。

このテーブルには問題がある。

「ノートの単価を100円から120円に変更」したい場合、単価が書かれているすべての行を更新しなければならない。 更新漏れが生じると「同じ商品なのに単価が違う」という矛盾が発生する。これが更新異常だ。

第1正規形（1NF）— 繰り返しグループを排除する

第1正規形の条件：各列が単一値を持つこと（繰り返しグループを持たないこと）

正規化前のテーブルにこんな設計があるとする。

「商品（複数）」の列にカンマ区切りで複数値が入っているのは1NFを満たさない。 SQLで「ノートを注文した顧客を探す」ような検索が非常に難しくなるためだ。

対処：1行に1商品が入るよう行を分割する。冒頭の受注テーブルはすでに1NFを満たしている。

第2正規形（2NF）— 部分関数従属を排除する

第2正規形の条件：1NFを満たし、かつ非キー列が主キーのすべてに依存していること

キーワードは部分関数従属の排除だ。

受注テーブルの主キーは「受注番号 + 商品番号」の複合主キーだ。 このとき「顧客名」は「受注番号だけ」で決まる（商品番号は関係ない）。 「商品名」は「商品番号だけ」で決まる（受注番号は関係ない）。

これが部分関数従属だ。主キーの一部だけに依存している列がある状態を指す。

対処：依存関係に基づいてテーブルを分割する。

受注テーブル（分割後）

顧客テーブル

受注明細テーブル

商品テーブル

これで「単価の変更」は商品テーブルの1行を変えるだけで完結する。

第3正規形（3NF）— 推移関数従属を排除する

第3正規形の条件：2NFを満たし、かつ非キー列が非キー列に依存していないこと

キーワードは推移関数従属の排除だ。

例として、社員テーブルを考える。

主キーは「社員番号」だ。 「部署名」は主キー「社員番号」から直接決まるのではなく、「社員番号 → 部署番号 → 部署名」という推移的な経路で決まる。

これが推移関数従属だ。「営業部」が「セールス部」に名称変更されたとき、複数行を更新しなければならない更新異常が起きる。

対処：依存の経路で分割する。

社員テーブル（分割後）

部署テーブル

部署名の変更は部署テーブルの1行を変えるだけで済む。

試験での出題パターン

選択問題（科目A）

「第2正規形への変換後のテーブル構成として適切なものを選べ」という形式で、テーブル分割前後の候補が4択で示される。 どの列が何に従属しているかを見極めるのがポイントだ。

記述問題（AP午後・DB午前II）

「以下のテーブルの関数従属関係を示せ」「第3正規形に変換せよ」という形式で、関数従属の矢印を書く問題や、テーブルの分割結果を答える問題が出る。

AIで正規化を練習する

正規化の練習には、AIが問題を自動生成してくれる以下のプロンプトが使える。

データベース設計の練習問題を作ってください。

形式:
1. 正規化されていないテーブル定義（5〜8列程度）を提示する
2. このテーブルが持つ部分関数従属または推移関数従属を示す
3. 第3正規形に変換したテーブル群を答えとして用意する

応用情報技術者試験の午後問題レベルで作成してください。

自分で分割案を書いた後で「私の解答は正しいですか」と確認することで、独学でも正確なフィードバックが得られる。

まとめ

正規化は「どこに何が依存しているか」を丁寧に追うことで必ず解けるようになる。 複雑なテーブルでも「まず主キーを決める → 各列の依存先を矢印で書く → 分割する」という3ステップを淡々と実行すること。