데이터베이스의 정규화와 반정규화

023·2024년 6월 25일

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데이터베이스 정규화와 반정규화

데이터베이스 설계에서 정규화(Normalization)와 반정규화(Denormalization)는 데이터 구조를 최적화하기 위한 중요한 개념이다. 이 글에서는 정규화와 반정규화의 개념을 설명한다.

정규화(Normalization)

제1정규형 (1NF)

정의:
모든 속성이 원자값을 가져야 하며, 각 열이 하나의 값만을 가져야 한다. 즉, 테이블 내의 각 필드는 단일 값을 가져야 하며, 중첩된 테이블이나 반복되는 그룹이 없어야 한다.

예제:

Oracle:

-- 1NF: 고객 테이블
CREATE TABLE Customers (
    CustomerID NUMBER PRIMARY KEY,
    CustomerName VARCHAR2(50),
    CustomerPhone VARCHAR2(15)
);

MySQL:

-- 1NF: 고객 테이블
CREATE TABLE Customers (
    CustomerID INT PRIMARY KEY,
    CustomerName VARCHAR(50),
    CustomerPhone VARCHAR(15)
);

SQL Server:

-- 1NF: 고객 테이블
CREATE TABLE Customers (
    CustomerID INT PRIMARY KEY,
    CustomerName NVARCHAR(50),
    CustomerPhone NVARCHAR(15)
);

제2정규형 (2NF)

정의:
1NF를 만족하고, 부분 종속성을 제거하여 기본키의 모든 부분집합에 종속적인 속성을 제거한다. 기본키가 단일 속성인 경우 2NF는 자동으로 만족된다.

예제:

Oracle:

-- 2NF: 고객 테이블과 주문 테이블
CREATE TABLE Orders (
    OrderID NUMBER PRIMARY KEY,
    OrderDate DATE,
    CustomerID NUMBER,
    FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
);

MySQL:

-- 2NF: 고객 테이블과 주문 테이블
CREATE TABLE Orders (
    OrderID INT PRIMARY KEY,
    OrderDate DATE,
    CustomerID INT,
    FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
);

SQL Server:

-- 2NF: 고객 테이블과 주문 테이블
CREATE TABLE Orders (
    OrderID INT PRIMARY KEY,
    OrderDate DATE,
    CustomerID INT,
    FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
);

제3정규형 (3NF)

정의:
2NF를 만족하고, 이행 종속성을 제거한다. 즉, 기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에만 의존해야 하며, 다른 비기본키 속성에 종속되어서는 안 된다.

예제:

Oracle:

-- 3NF: 주문 테이블과 제품 테이블
CREATE TABLE Products (
    ProductID NUMBER PRIMARY KEY,
    ProductName VARCHAR2(50),
    Price NUMBER
);

CREATE TABLE OrderDetails (
    OrderDetailID NUMBER PRIMARY KEY,
    OrderID NUMBER,
    ProductID NUMBER,
    Quantity NUMBER,
    FOREIGN KEY (OrderID) REFERENCES Orders(OrderID),
    FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products(ProductID)
);

MySQL:

-- 3NF: 주문 테이블과 제품 테이블
CREATE TABLE Products (
    ProductID INT PRIMARY KEY,
    ProductName VARCHAR(50),
    Price DECIMAL(10, 2)
);

CREATE TABLE OrderDetails (
    OrderDetailID INT PRIMARY KEY,
    OrderID INT,
    ProductID INT,
    Quantity INT,
    FOREIGN KEY (OrderID) REFERENCES Orders(OrderID),
    FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products(ProductID)
);

SQL Server:

-- 3NF: 주문 테이블과 제품 테이블
CREATE TABLE Products (
    ProductID INT PRIMARY KEY,
    ProductName NVARCHAR(50),
    Price DECIMAL(10, 2)
);

CREATE TABLE OrderDetails (
    OrderDetailID INT PRIMARY KEY,
    OrderID INT,
    ProductID INT,
    Quantity INT,
    FOREIGN KEY (OrderID) REFERENCES Orders(OrderID),
    FOREIGN KEY (ProductID) REFERENCES Products(ProductID)
);

반정규화(Denormalization)

정의 및 목적

반정규화는 정규화된 데이터베이스 구조를 성능 향상 또는 특정 비즈니스 요구를 충족시키기 위해 의도적으로 중복을 허용하는 구조로 변경하는 과정이다. 반정규화는 데이터베이스의 읽기 성능을 향상시키지만, 데이터 무결성을 유지하는 것이 더 어려워질 수 있다. 일반적으로 데이터 읽기 성능을 높이기 위해 반정규화를 적용한다.

반정규화의 목적

성능 향상: 자주 사용되는 데이터를 미리 조인하여 검색 속도를 높인다.
복잡성 감소: 복잡한 조인 쿼리를 줄여 데이터 액세스를 단순화한다.
캐싱: 특정 데이터를 자주 참조하는 경우 데이터를 중복 저장하여 접근 시간을 줄인다.

예제:

Oracle:

-- 반정규화: 고객과 주문 정보를 하나의 테이블에 저장
CREATE TABLE CustomerOrders (
    CustomerID NUMBER,
    CustomerName VARCHAR2(50),
    CustomerPhone VARCHAR2(15),
    OrderID NUMBER,
    OrderDate DATE,
    ProductID NUMBER,
    ProductName VARCHAR2(50),
    Quantity NUMBER,
    PRIMARY KEY (OrderID, ProductID)
);

MySQL:

-- 반정규화: 고객과 주문 정보를 하나의 테이블에 저장
CREATE TABLE CustomerOrders (
    CustomerID INT,
    CustomerName VARCHAR(50),
    CustomerPhone VARCHAR(15),
    OrderID INT,
    OrderDate DATE,
    ProductID INT,
    ProductName VARCHAR(50),
    Quantity INT,
    PRIMARY KEY (OrderID, ProductID)
);

SQL Server:

-- 반정규화: 고객과 주문 정보를 하나의 테이블에 저장
CREATE TABLE CustomerOrders (
    CustomerID INT,
    CustomerName NVARCHAR(50),
    CustomerPhone NVARCHAR(15),
    OrderID INT,
    OrderDate DATE,
    ProductID INT,
    ProductName NVARCHAR(50),
    Quantity INT,
    PRIMARY KEY (OrderID, ProductID)
);