Prima formă normală (FN1)
O relaţie R este în prima forma normală (FN1) dacă şi numai dacă, toate atributele sale iau numai valori atomice. Condiţia ca o relaţie să fie în FN1 introduce restricţia ca domeniile pe care se definesc atributele relaţiei R să conţină doar elemente atomice, ceea ce înseamnă că toate tuplele unei relaţii au acelaşi număr de câmpuri şi aceeaşi dimensiune.
3.4.2. A doua formă normală (FN2)
A doua şi a treia formă normală rezolvă problemele legate de existenţa dependenţelor funcţionale dintre atributele prime (care fac parte dintr-o cheie a relaţiei) şi cele neprime (care nu aparţin nici unei chei) din cadrul tuplelor.
O relaţie R este în a doua formă normală (FN2) dacă este în FN1 şi orice atribut neprim este total dependent faţă de orice cheie a relaţiei. Pentru orice relaţie în FN1 se poate găsi o descompunere în relaţii aflate în FN2 care este echivalentă cu relaţia iniţială. Aşadar înlocuirea unei relaţii printr-o descompunere a sa în relaţii aflate în FN2 este un proces reversibil.
3.4.3. A treia formă normală (FN3)
Trecerea unei relaţii în FN3 are ca scop eliminarea dependenţelor funcţionale ale atributelor neprime faţă de orice atribut neprim al relaţiei.
O relaţie R este în a treia formă normală (FN3) dacă este în FN2 şi nici un atribut neprim nu este funcţional dependent faţă de un alt atribut neprim al relaţiei. Într-o relaţie care este în FN3 un atribut neprim poate depinde funcţional doar de cheile din relaţia respectivă, deoarece nici un atribut neprim nu poate fi dependent funcţional faţă de un atribut prim (simplu sau compus) dacă acesta nu este cheie sau nu conţine o cheie (condiţia FN2) şi nici faţă de un alt atribut neprim. Ca şi în cazul trecerii la FN2 se poate demonstra faptul că pentru orice relaţie FN2 există o descompunere echivalentă în componente aflate în FN3, deci procesul de trecere în FN3 este reversibil.
3.4.4. Forma normală Boyce-Codd (FNBC)
Atât FN2 cât şi FN3 se caracterizează prin faptul că izolează dependenţele funcţionale ale atributelor neprime, deci ale acelor attribute care nu fac parte din nici o cheie, fără a lua în considerare dependenţele funcţionale ale atributelor ce apartin unor chei (attribute prime). Există o altă formă normală care tratează în mod unitar toate atributele unei relaţii indiferent de faptul că fac sau nu parte dintr-o cheie.
O relaţie R este în formă normală Boyce-Codd (FNBC) dacă singurele dependenţe funcţionale admise sunt cele în care o cheie determină un alt atribut. Nici un atribut prim sau neprim nu poate fi dependent funcţional fată de un alt atribut daca acesta nu este sau nu conţine o cheie.
Pentru o relaţie dată R nu există întotdeauna o descompunere echivalentă în relaţii aflate în FNBC, descompunerea putându-se realiza doar cu preţul pierderii unor dependenţe functionale, deci acest proces nu este întotdeauna reversibil.
Dependenţe multivalorice
Dependenţele funcţionale nu sunt singurele tipuri de dependenţe care apar în cadrul relaţiilor. Atât în lumea reală cât şi în relaţiile prin care modelăm realitatea pot fi identificate alte tipuri de dependenţă mai puţin restrictive decât cele funcţionale. Un asemenea tip de dependenţe cu implicaţii în normalizarea relaţiilor se numesc dependenţe multivalorice.
3.4.5. A patra formă normală (FN4)
Această formă se referă le problemele legate de existenţa dependenţelor multivalorice. Dependenţele multivalorice din cadrul unei relaţii pot cauza anomalii, iar trecerea unei relaţii în această formă urmăreşte eliminarea dependenţelor multivalorice şi a anomaliilor cauzate de acestea. FN4 este o generalizare a FNBC pentru a cuprinde şi cazul dependenţelor multivalorice.
O relaţie R este în a patra formă normală (FN4) dacă este în FNBC şi nu conţine două sau mai multe dependenţe valorice.
Datorită faptului că orice dependenţă funcţionala este un caz particular de dependenţă multivalorică, din definiţie rezultă că FN4 impune condiţii mai restrictive asupra relaţiilor decât FNBC.
Pentru o relaţie dată R există o descompunere în relaţii în FN4 care satisface condiţia de cuplare fără pierdere de informaţie, dar nu întotdeauna există o descompunere care să satisfacă condiţia de conservare a dependenţelor funcţionale sau multivalorice, deci procesul nu este întotdeauna reversibil.
Dependenţe de cuplare
O relaţie aflată în FN4 nu mai poate fi descompusă în continuare pe baza acestei strategii. Cu toate acestea, sunt situaţii când relaţiile aflate în FN4 conţin redundanţe şi prezintă anomalii la operaţiile de ştergere, actualizare şi adăugare. Aceste probleme sunt cauzate de existenţa dependenţelor de cuplare şi pot fi eliminate prin descompunerea relaţiei în trei sau mai multe relaţii a căror cuplare are ca rezultat relaţia iniţiala. Prin eliminarea dependenţelor de cuplare se obţin relaţii aflate în forma normală cinci (FN5).
3.4.6. A cincea formă normală (FN5)
A cincea formă normală este o generalizare a FN4 pornind de la conceptul de dependenţă de cuplare. Procesul de trecere a unei relaţii în FN5 presupune eliminarea dependenţelor de cuplare existente în cadrul relaţiei, împreună cu anomaliile pe care le generează. Totuşi, nu toate dependenţele de cuplare reprezintă interes din punct de vedere al procesului de normalizare. În cadrul unei relaţii pot exista dependenţe de cuplare care nu conduc la redundanţa în memorarea datelor şi nu sunt cauzatoare de anomalii. Acestea sunt dependenţele de cuplare implicate de o cheie a relaţiei.
O relaţie R este în formă normală cinci (FN5) dacă şi numai dacă, toate dependenţele de cuplare existente în relaţie sunt implicate de o cheie a acesteia. Într-o relaţie aflată în FN5 singurele dependenţe de cuplare permise sunt cele implicate de o cheie a relaţiei. O relaţie care este în FN5 , va fi implicit în FN4, deci în FN3 etc.]
A cincea formă normală este punctul final al oricarui proces de normalizare.
