関係データベースの正規化｜つまづきやすいポイントと攻略法 徹底解説！

矢沢 久雄
2025-11-26 更新

この連載は、基本情報技術者試験の受験者を対象としたものです。
毎回1つのテーマにしぼって、多くの受験者がつまづきやすいポイントと攻略法を解説します。

今回のテーマは関係データベースの正規化です。

関係データベースの正規化とは？

関係データベースは、表形式でデータを格納します。
関係データベースの正規化（normalization）とは、表を作成する際に、無駄や問題が生じないようにすることです。

理論上、無駄や問題が生じない状態の表を「第3正規形」と呼びます。
第3があるのですから、第2や第1などもあります。これらに関しては、後で解説します。
第3正規形の表は、「主キー（表のレコードを一意に識別できるユニークな値を持つ列）」があって、その他のすべての列が主キーに従属する（主キーによって特定できる）表です。

たとえば、図1に示した「社員表」は、「社員番号」が主キーであり、その他の「氏名」「性別」「生年月日」「部署番号」が主キーに従属しているので、第3正規形です。
この記事では、列名の下に下線を引くことで、主キーであることを示します。

それに対して、図2に示した「社員表」には、「社員番号」に従属しない「商品名」があるので、第3正規形ではありません。
このように説明すると難しく感じるかもしれません。
簡単に言えば、「社員表には、社員に関する情報だけがある」という状態になっていれば第3正規形です。

非正規形と第1正規形

先ほど説明したように、「社員表には、社員に関する情報だけがある」という状態になっていれば、第3正規形なのですが、そうなっていない状態が、理論上「非正規形」「第1正規形」「第2正規形」に分類されています。

●非正規形

非正規形とは、同じ情報の列が繰り返されている（複数ある）状態です。
たとえば、図3に示した「社員表」には、「所有資格」という列が2つあります。
これが、繰り返しであり、この「社員表」は、繰り返しがあるので非正規形です。

●第1正規形

理論上、繰り返しは、よろしくないことです。
繰り返しを排除すると、正規化のステップが1つ上がって第1正規形になります。
図4は、図3の「社員表」の「所有資格」を1つだけにして、繰り返しを排除したものです。

部分従属性と第2正規形

第2正規形とは、第1正規形（繰り返しがない）を満たし、さらに部分従属性を排除した状態です。
部分従属性とは、複合キー（複数の列をセットにして主キーとしたもの）の一部分に従属した列があることです。

●部分従属性

たとえば、図5の「社員表」では、「社員番号」と「部署番号」が複合キーになっています。
「所属年数（社員が部署に所属した年数）」は、「社員番号」と「部署番号」の両方がそろって特定できるものですが、「氏名」は「社員番号」つまり複合キーの一部分で特定できます。これが、部分従属性です。

●第2正規形

理論上、部分従属性は、よろしくないことです。

部分従属性を排除すると、正規化のステップが1つ上がって第2正規形になります。
部分従属性を排除するには、表を分割することになります。

図5の「社員表」では、「社員番号」で「氏名」が特定できるのですから、図6のように、「社員番号」を主キーとして「氏名」という列がある「社員表」と、「社員番号」と「部署番号」を複合キーとして「所属年数」という列がある「所属年数表」に分割します。

推移従属性と第3正規形

第3正規形とは、第2正規形（繰り返しがない、部分従属性がない）を満たし、さらに推移従属性を排除した状態です。
推移従属性とは、主キーではない列に従属した列があることです。

●推移従属性

たとえば、図7の「社員表」は、「社員番号」が主キーですが、「部署名」は、主キーではない「部署番号」で特定できます。

これが、推移従属性です。
「社員番号」で「部署番号」が特定でき、「部署番号」から移り行く（推移する）ように「部署名」を特定できるので、推移従属性と呼ぶのです。

●第3正規形

理論上、推移従属性は、よろしくないことです。
推移従属性を排除すると、正規化のステップが1つ上がって第3正規形になります。

推移従属性を排除するには、表を分割することになります。
図7の「社員表」では、「部署番号」で「部署名」が特定できるのですから、図8のように、「社員番号」を主キーとして「氏名」「性別」「生年月日」「部署番号」という列がある「社員表」と、「部署番号」を主キーとして「部署名」という列がある「部署表」に分割します。

関係データベースの正規化のまとめ

ここまでの説明をまとめると、非正規形、第1正規形、第2正規形、第3正規形は、以下のように定義できます。
簡単に言えば、よろしくないこととして、繰り返し、部分従属性、推移従属性があり、それらがすべて排除されていれば、第3正規形であるということです。
「社員表には、社員に関する情報だけがある」という状態になっていれば、繰り返し、部分従属性、推移従属性がないはずですが、念のためチェックしましょう。

つまづきやすいポイントと言うか、勘違いしないでほしいのは、非正規形→第1正規形→第2正規形→第3正規形の順に、よろしくないことを徐々に排除していくのではなく、表の状態に非正規形、第1正規形、第2正規形、第3正規形という分類があるということです。

理論上は、第3正規形が無駄や問題が生じない状態なのですが、表を分割すると、データをたどるのに時間がかかることになるので、処理速度を優先する場合は、第3正規形ではない状態で、システムを運用することもあります。
これまで、何度も「理論上」と断ってきたのは、実際の現場では、理論に従わないこともあるからです。

関係データベースの正規化に関する問題の攻略法

関係データベースの正規化に関する問題を見てみましょう。
以下は、選択肢に示された表が第3正規形であるかどうかを判断する問題（出典：H21春問32）です。

問題（出典：H21春問32）

“従業員”表を第3正規形にしたものはどれか。ここで、下線部は主キーを表す。

従業員（従業員番号、従業員氏名、｛技能コード、技能名、技能経験年数｝）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（｛ ｝は繰返しを表す）

第3正規形であることは、主キーがあって、その他のすべての列が主キーに従属することおよび繰り返し、部分従属性、推移従属性がないことで判断します。
選択肢に示された表を1つずつチェックしてみましょう。これが、この問題の攻略法です。
　

・選択肢ア
上段の表は、「従業員番号」という主キーによって「従業員氏名」を特定できるので、第3正規形です。
下段の表は、「技能コード」で「技能名」を特定できますが、「技能経験年数」を特定できないので、第3正規形ではありません。

・選択肢イ
上段の表は、「従業員番号」と「技能コード」が複合キーであり、「技能経験年数」は「従業員番号」と「技能コード」の両方で特定できますが、「従業員氏名」は「従業員番号」だけで特定できます。
これは、部分従属性です。したがって、この表は、第3正規形ではありません。
下段の表は、「技能コード」という主キーで「技能名」を特定できるので第3正規形です。

・選択肢ウ
上段の表は、「従業員番号」と「技能コード」の複合キーで「技能経験年数」を特定できるので、第3正規形です。
中段の表は、「従業員番号」という主キーで「従業員氏名」を特定できるので、第3正規形です。
下段の表は、「技能コード」という主キーで「技能名」を特定できるので、第3正規形です。

・選択肢エ
上段の表は、「従業員番号」と「技能コード」の複合キーだけの表です。この表が何の役に立つのかはわかりませんが、理論上は第3正規形です。
中段の表は、「従業員番号」という主キーで「従業員氏名」を特定できますが、「技能経験年数」を特定できないので、第3正規形ではありません。
下段の表は、「技能コード」という主キーで「技能名」を特定できるので、第3正規形です。

以上のことから、すべての表が第3正規形になっている選択肢ウが正解です。

今回は、「関係データベースの正規化」のポイントと攻略法を解説しました。
このテーマが苦手だった受験者の参考になれば幸いです。

それでは、またお会いしましょう！

関係データベースの正規化｜つまづきやすいポイントと攻略法 徹底解説！

update 2025-11-26

矢沢 久雄

『プログラムはなぜ動くのか』（日経BP）が大ベストセラー
IT技術を楽しく・分かりやすく教える“自称ソフトウェア芸人”

大手電気メーカーでＰＣの製造、ソフトハウスでプログラマを経験。独立後、現在はアプリケーションの開発と販売に従事。その傍ら、書籍・雑誌の執筆、またセミナー講師として活躍。軽快な口調で、知識０ベースのＩＴエンジニアや一般書店フェアなどの一般的なＰＣユーザの講習ではダントツの評価。
お客様の満足を何よりも大切にし、わかりやすい、のせるのが上手い自称ソフトウェア芸人。

主な著作物

• 「プログラムはなぜ動くのか」（日経BP）
• 「コンピュータはなぜ動くのか」（日経BP）
• 「出るとこだけ! 基本情報技術者」 (翔泳社)
• 「ベテランが丁寧に教えてくれる ハードウェアの知識と実務」（翔泳社）
• 「ｉｆとｅｌｓｅの思考術」（ソフトバンククリエイティブ）　など多数