1-6) 정규화

정규화 (DB Normalization)

• 하나의 엔티티에 많은 속성을 넣게 되면 해당 엔티티를 조회할 때마다 많은 양의 데이터가 조회됨
• 최소한의 데이터만을 하나의 엔티티에 넣는 식으로 데이터를 분해하는 과정
• 데이터의 일관성, 최소한의 데이터 중복, 최대한의 데이터 유연성을 위한 과정
• 데이터의 중복을 제거하고 데이터 모델의 독립성을 확보
• 데이터 이상현상을 줄이기 위한 데이터베이스 설계 기법
• 엔티티를 상세화하는 과정 ≫ 논리 데이터 모델링 수행 시점에서 고려됨
• 제 1 정규화부터 제 5 정규화까지 존재 ≫ 실질적으로는 제 3 정규화까지만 수행

 

이상현상 (Abnormality)

• 정규화를 하지 않아 발생하는 현상 (삽입이상, 갱신이상, 삭제이상)
• 삽입이상 : 특정 인스턴스가 삽입될 때 정의되지 않아도 될 속성까지도 반드시 입력되어야 하는 현상
  • 예) 사원 + 부서 엔티티 (사원번호, 사원이름, 전화번호, 부서번호, 부서명, 부서위치) 속성 존재할 때 부서가 정해지지 않은 새로운 사원이 추가될 때 부서정보가 모두 임의값 또는 NULL 삽입되어야 함
  • 부서가 새로 추가될 경우 소속 사원이 없어도 사원 관련 모든 속성에 불필요하게 값이 입력되어야 함
• 갱신이상
• 삭제이상
  • 예) 부서 정보만 삭제하면 되는데 관련된 사원 정보까지 함께 삭제되는 현상

 

제 1 정규화 (1NF)

• 테이블이 컬럼의 원자성 (한 속성이 하나의 값을 갖는 특성)을 갖도록 테이블을 분해하는 단계
• 하나의 행과 컬럼의 갑시 반드시 한 값만 입력되도록 행을 분리하는 단계
• 예) 구매 테이블의 제 1 정규화 : 상품에 여러 값이 있으므로 이를 여러 인스턴스로 분해

 

 

제 2 정규화 (2NF)

• 제 1 정규화를 진행한 테이블에 대해 완전 함수 종속을 만들도록 테이블을 분해
• 완전 함수 종속 ≫ 기본키를 구성하는 모든 컬럼의 값이 다른 컬럼을 결정짓는 상태
• 기본키의 부분 집합이 다른 컬럼과 1:1 대응 관계를 갖지 않는 상태를 의미
• PK가 2개 이상일 때 발생, PK의 일부와 종속되는 관계가 있다면 분리 

예) 수강이력 테이블의 제 2 정규화

기본키 (학생번호 + 강의명) 중 강의명에 의해 강의실이 결정 ≫ 완전 함수 종속성 위배 (부분 함수 종속성)

PK와 부분 함수 종속성을 갖는 컬럼을 각각 다른 테이블로 분해!

• 수강이력에서는 한 학생이 여러 강의를 수강할 수 있기 때문에 주식별자는 학생번호로만은 불가능 (유일성 불만족 때문)
• 학생번호와 강의명이 결합되어 주식별자가 되어야 함 (한 학생이 같은 강의는 수강할 수 없다고 가정)
• 주식별자의 부분집합인 강의명에 의해 강의실이 달라지는 1:1 대응관계를 가짐 (부분 함수 종속 관계, 완전 함수 종속성 위배)
• 제 2 정규화는 이러한 부분 함수 종속성을 깨는 것을 목표로 함
• 주식별자를 분리할 수 없으니 주식별자는 수강이력에 그대로 있고, 문제가 되는 강의실 컬럼을 주식별자와 분리!

 

제 3 정규화 (3NF)

• 제 2 정규화를 진행한 테이블에 대해 이행적 종속을 없애도록 테이블을 분리
• 이행적 종속성: A → B, B → C의 관계가 성립할 때 A → C가 성립되는 것
• (A, B)와 (B, C)로 분리하는 것 ≫ 제 3 정규화

예) 구매 테이블 제 3 정규화

고객번호에 의해 상품명이 결정, 상품명에 의해 가격이 결정

≫ 고객번호에 의해서도 구매 가격이 결정됨 (고객이 상품을 결정하면 그에 매칭되는 가격이 결정되는 구조)

≫ (고객번호 + 상품명) / (상품명 + 가격)으로 분리하는 것이 제 3 정규화

• 이 경우 테이블을 분리하지 않으면, 구매 테이블에서 상품명을 변경해야 하는 상황이 발생할 경우 그 때마다 구매 테이블에서 가격도 변경해야 함
• 제 3 정규화를 진행하여 분리하면 구매 테이블에서의 상품명만 변경하면 됨
• 업데이트의 비효율성이 줄어든다!

예) 계좌번호 제 3 정규화

• 예수금은 관계 없으므로 두고 관리점 코드를 테이블로 따로 분리

 

BCNF (Boyce-Codd Normal Form) 정규화

• 모든 결정자가 후보키가 되도록 테이블을 분해하는 것 (결정자가 후보키가 아닌 다른 컬럼에 종속되면 안 됨)

 

제 4 정규화

• 여러 컬럼들이 하나의 컬럼을 종속시키는 경우 분해하여 다중값 종속성을 제거

 

제 5 정규화

• 조인에 의해서 종속성이 발생되는 경우 분해

 

반정규화, 역정규화 (De-Normalization)의 개념

• 데이터베이스의 성능 향상을 위해 데이터 중복을 허용하고 조인을 줄이는 데이터베이스 성능 향상 방법
• 조회 (SELECT) 속도를 향상시키지만, 데이터 모델의 유연성은 낮아짐
• 비정규화는 정규화를 수행하지 않음을 의미

 

반정규화 수행 케이스

• 정규화에 충실하여 종속성, 활용성은 향상되지만 수행 속도가 느려지는 경우
• 다량의 범위를 자주 처리해야 하는 경우
• 특정 범위의 데이터만 자주 처리하는 경우
• 요약/집계 정보가 자주 요구되는 경우