1️⃣ STEP 8: 第1正規形（1NF）
繰り返し項目を排除し、アトミック性を確保しよう
- 第1正規形（1NF）の定義と条件
- 繰り返し項目（繰り返しグループ）の排除
- アトミック性（不可分性）の確保
- 非正規形から第1正規形への変換
- 実践演習：第1正規形への正規化
学習時間の目安： 2時間 ｜ 前提知識： STEP 1-7修了
🎯 1. 第1正規形（1NF）とは？
STEP 7からの続き：正規化の第一歩
STEP 7では、正規化の概念と3つの異常（更新異常、挿入異常、削除異常）を学びました。このSTEP 8から、具体的な正規化の手法を学んでいきます。まずは第1正規形（1NF）からスタートです。
第1正規形の定義
第1正規形（First Normal Form, 1NF）＝すべての属性（カラム）が単一の値（アトミックな値）を持つ状態
わかりやすく言うと、「1つのマスに1つの値だけを入れる」というルールです。
❌ 悪い例：「科目」の欄に「国語、算数、理科」とまとめて書く
✅ 良い例：1行に1科目ずつ書く
データベースでも同じように、1つのセルには1つの値だけを入れます。
第1正規形の条件
- 繰り返し項目がない：同じような属性が複数ない（電話番号1、電話番号2、電話番号3 など）
- アトミック性：各セルが分割できない単一の値を持つ（「山田,佐藤,鈴木」のようにカンマ区切りで複数値を入れない）
- 主キーが存在する：各行を一意に識別できる
❌ 2. 繰り返し項目の排除
繰り返し項目とは
繰り返し項目（繰り返しグループ）＝同じような属性が複数存在する状態
悪い例：繰り返し項目がある
- ❌ 電話番号が3つまでしか登録できない（拡張性がない）
- ❌ NULL が多くなる（佐藤花子は電話番号2、3がNULL）
- ❌ 検索が困難（どの電話番号カラムを検索すればいい？）
- ❌ カラムの追加が必要（4つ目の電話番号を登録したい場合）
良い例：繰り返し項目を排除（第1正規形）
- 電話番号は何個でも登録できる（拡張性あり）
- NULLがない
- 検索が簡単（電話番号テーブルを検索すればOK）
- カラム追加不要（レコードを追加するだけ）
⚛️ 3. アトミック性（不可分性）の確保
アトミック性とは
アトミック性（Atomicity）＝各セルが「これ以上分割できない」単一の値を持つこと
悪い例：アトミックでない
- ❌ 履修科目がカンマ区切りで複数値を持っている
- ❌ 特定の科目を検索するのが困難（LIKE ‘%数学%’ では「数学史」も引っかかる）
- ❌ 科目ごとの集計ができない
- ❌ データの更新が難しい（1つの科目だけ削除したい場合）
良い例：アトミック性を確保（第1正規形）
- 1つのセルに1つの値だけ（アトミック）
- 特定の科目を簡単に検索できる（WHERE 科目ID = 1）
- 科目ごとの集計が簡単（GROUP BY 科目ID）
- データの更新が簡単（1行削除するだけ）
アトミックか非アトミックか？
「どこまで分割するか」はビジネス要件によります。
例：住所を検索・集計する必要がなければ、分割しなくてもOK。
例：姓と名を別々に扱う必要があれば、分割する。
🔄 4. 非正規形から第1正規形への変換
変換ステップ
- 繰り返し項目を特定：同じような属性が複数ないか確認
- 新しいテーブルを作成：繰り返し項目を別テーブルに分離
- アトミック性を確保：カンマ区切りなどの複数値を分割
- 主キーを設定：各テーブルに主キーを設定
- 外部キーで関連付け：元のテーブルとの関係を保つ
実例1：注文システム
実例2：アンケートシステム
📝 STEP 8 のまとめ
- 第1正規形：すべての属性が単一の値（アトミックな値）を持つ状態
- 繰り返し項目の排除：電話番号1、電話番号2のような同じ属性を排除
- アトミック性：1つのセルに1つの値だけ（カンマ区切りNG）
- 第1正規形への変換：別テーブルに分離して、1対多の関係にする
- 第1正規形にすることで、拡張性、検索性、集計性が向上
第1正規形は、正規化の第一歩です。
覚えておくべきルール：
✅ 1つのセルには1つの値だけ（アトミック性）
✅ 同じような属性を繰り返さない（繰り返し項目の排除）
✅ 主キーを設定する
次のSTEP 9では、第2正規形を学び、さらにデータの冗長性を排除していきます！
📝 練習問題
第1正規形の3つの条件を答えてください。
- 繰り返し項目がない：同じような属性が複数存在しない
- アトミック性：各セルが分割できない単一の値を持つ
- 主キーが存在する：各行を一意に識別できる
以下のテーブルは第1正規形を満たしていますか？理由も答えてください。
いいえ、第1正規形を満たしていません。
理由：「趣味」カラムがカンマ区切りで複数の値を持っており、アトミック性を満たしていません。
以下の非正規形テーブルを、第1正規形に変換してください。
以下のテーブルを第1正規形に変換してください。
以下のどれが「アトミック」な値ですか？すべて選んでください。
A. ‘東京都渋谷区’ B. ‘山田,佐藤,鈴木’ C. ‘123’ D. ‘2025-01-15’
C と D がアトミック
A：都道府県と市区町村に分割可能（ただし分割不要ならアトミックでOK）
B：カンマ区切りで複数の値（非アトミック）
C：単一の値（アトミック）
D：日付として単一の値（アトミック）
以下の非正規形テーブルを、第1正規形に変換してください。
「氏名」カラムに ‘山田太郎’ という値が入っています。これはアトミックですか？分割すべきですか？
ビジネス要件によります。
分割すべき場合：姓と名を別々に検索する、姓だけ表示する必要がある
分割しなくてOK：常にフルネームで扱い、別々に使う必要がない
アトミック性は「これ以上分割する必要がない」という意味なので、ビジネス要件で分割が不要ならアトミックとして扱ってOKです。
第1正規形にすることで、どんなメリットがありますか？3つ挙げてください。
- 拡張性の向上：データを何個でも追加できる
- 検索性の向上：特定の値を簡単に検索できる
- 集計の容易性：GROUP BYなどで簡単に集計できる
❓ よくある質問
Q1: 住所は分割すべきですか？
ビジネス要件によります。都道府県で検索・集計する必要があれば分割すべきですが、住所を全体としてのみ扱うなら分割しなくてもOKです。迷ったら、まずは分割せずに1つのカラムで。必要になったら分割しましょう。
Q2: JSONカラムは第1正規形に反しますか？
厳密には第1正規形に反します。JSONカラムには複数の値を格納できるため、アトミック性を満たしません。ただし、スキーマが頻繁に変わる場合や検索・集計する必要がない場合はJSONカラムを使うこともあります。トレードオフを理解した上で判断しましょう。
Q3: 第1正規形にするとテーブルが増えて複雑になりませんか？
確かにテーブルは増えますが、それ以上のメリットがあります。データの整合性、拡張性、検索・集計の容易さなど。ビュー（VIEW）やORMを使ってJOINを隠蔽する方法もあります。最初は複雑に感じますが、慣れれば自然に扱えるようになります。
Q4: 配列やリストを格納したい場合はどうすればよいですか？
中間テーブル（交差テーブル）を使います。例えば「ユーザーが複数の趣味を持つ」場合、「user_hobbies」のような中間テーブルを作り、ユーザーIDと趣味IDのペアを格納します。これにより、1人のユーザーに何個でも趣味を関連付けられ、特定の趣味を持つユーザーを簡単に検索できます。
Q5: NULL値は第1正規形に影響しますか？
NULL自体は第1正規形に反しません。NULLは「値がない」ことを表す単一の値です。ただし、繰り返し項目（電話番号1、電話番号2、電話番号3）を設けてNULLで埋めるパターンは第1正規形違反です。また、大量のNULLが発生する設計は、テーブル分割を検討すべきサインでもあります。
Q6: Excelのセル結合のようなデータは第1正規形違反ですか？
はい、第1正規形違反の典型例です。Excelでよく見る「セル結合」や「1つのセルに複数行」は、データベースでは禁物です。Excelからデータを移行する際は、まず第1正規形に変換する作業が必要になります。見た目の美しさより、データの正しさを優先しましょう。
学習メモ
データベース設計・データモデリング - Step 8