정규화

정규화 (Normalization)

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1. 정규화의 정의

• 정규화는 관계형 데이터베이스에서 테이블을 분해하여 데이터 중복을 최소화하고, 이상 현상(삽입, 삭제, 갱신 이상)을 방지하는 과정.
• 목적: 데이터의 무결성을 유지하고 데이터베이스를 효율적으로 관리.
• 핵심: 테이블을 무손실 분해하여 함수적 종속 관계를 정리하는 것.

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2. 정규화의 필요성

• 이상 현상 방지: 삽입, 삭제, 갱신 이상을 해결.
• 데이터 중복 제거: 데이터베이스의 크기를 줄이고 관리 비용을 감소.
• 무결성 보장: 함수적 종속 관계를 유지하며 정확한 데이터를 보장.
• 효율적인 쿼리: 불필요한 중복 데이터를 줄여 성능 향상.

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3. 정규화의 단계

0. 비정규형(UNF)

• 정규화를 하지 않은 상태. 데이터가 중복되거나 반복 그룹이 존재.

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1. 제1정규형 (1NF)

• 조건: 모든 속성의 값이 원자값(Atomic Value)이어야 함.
  즉, 각 필드에는 하나의 값만 저장.
• 방법: 반복 그룹 제거. 데이터를 세로로 늘여 분리.
• 예제:
  • 비정규형:

    학번   이름   과목1    과목2
    101   홍길동   수학     영어

  • 제1정규형:

    학번   이름   과목
    101   홍길동   수학
    101   홍길동   영어

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2. 제2정규형 (2NF)

• 조건:
  1. 제1정규형을 만족.
  2. 모든 비기본키 속성이 기본키에 대해 완전 함수적 종속이어야 함.
• 방법: 부분 함수적 종속 제거.
• 예제:
  • 제1정규형:

    주문번호   제품번호   고객번호   주소
    101       A001       C001     서울
    102       A002       C002     부산

  • 제2정규형:
    • 주문 테이블:

      주문번호   고객번호   주소
      101       C001     서울
      102       C002     부산

    • 제품 테이블:

      주문번호   제품번호
      101       A001
      102       A002

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3. 제3정규형 (3NF)

• 조건:
  1. 제2정규형을 만족.
  2. 비기본키 속성이 기본키에 대해 이행적 함수 종속이 없어야 함.
• 방법: 이행적 종속 제거.
• 예제:
  • 제2정규형:

    주문번호   고객번호   주소
    101       C001       서울
    102       C002       부산

  • 제3정규형:
    • 주문 테이블:

      주문번호   고객번호
      101       C001
      102       C002

    • 고객 테이블:

      고객번호   주소
      C001       서울
      C002       부산

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4. BCNF (Boyce-Codd Normal Form)

• 조건:
  • 제3정규형을 만족.
  • 모든 결정자가 후보키여야 함.
• 방법: 결정자가 후보키가 아닌 종속 관계 제거.
• 예제:
  • 제3정규형:

    학번   과목   교수
    101   수학   김교수
    101   영어   박교수

  • BCNF:
    • 수강 테이블:

      학번   과목
      101   수학
      101   영어

    • 교수 테이블:

      과목   교수
      수학   김교수
      영어   박교수

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5. 제4정규형 (4NF)

• 조건:
  • BCNF를 만족.
  • 다치 종속(MVD)을 제거.
• 방법: 한 속성이 다른 두 속성에 대해 독립적으로 여러 값을 가질 경우 테이블 분리.
• 예제:

  학생   취미       언어
  A      독서       영어
  A      독서       일본어
  A      음악       영어
  A      음악       일본어

  • 제4정규형:
    • 학생-취미 테이블:

      학생   취미
      A      독서
      A      음악

    • 학생-언어 테이블:

      학생   언어
      A      영어
      A      일본어

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6. 제5정규형 (5NF)

• 조건:
  • 제4정규형을 만족.
  • 조인 종속성(Join Dependency)을 제거.
• 방법: 조인 작업을 통해 원래 테이블을 복구할 수 있도록 테이블 분리.
• 예제:
  (이론적으로 복잡한 케이스로 실무에서는 거의 사용되지 않음)

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4. 정규화의 결과

• 데이터베이스를 정규화하면:

  • 데이터 중복 최소화.
  • 이상 현상 방지.
  • 데이터 무결성 유지.
  • 효율적인 데이터 관리.

• 하지만 과도한 정규화는 성능 저하와 복잡성을 초래할 수 있음.
  따라서, 정규화와 비정규화의 균형이 중요.

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5. 요약

1. 정규화는 이상 현상을 방지하기 위한 과정.
2. 각 단계는 함수적 종속 관계를 정리하여 데이터 중복 제거.
3. 제1정규형부터 BCNF까지는 실무에서 자주 사용.
4. 제4정규형과 제5정규형은 이론적 접근이 강하며 실무에서는 드물게 적용.

정규화 과정을 숙지하여 데이터베이스를 효율적으로 설계하세요!