데이터베이스 정규화

정규화

DB설계에서 중복을 최소화하게 데이터를 구조화하는 프로세스를 정규화라고 하며 정규화된 결과를 정규형이라고 한다.

정규화의 장점

• DB변경시 이상현상을 제거할 수 있다.
• 정규화된 DB 구조에서 새로운 데이터 형의 추가로 인한 확장 시, 그 구조에 대한 변경을 최소화 할 수 있다.

정규화의 단점

• 릴레이션의 분해로 인해 릴레이션 간의 JOIN연산이 많아진다.
• 데이터를 처리할 때 속도가 빨라질 수도 있고 느려질 수도 있다.

제 1정규형(1NF)

1. 각 컬럼이 하나의 속성만을 가져야 한다.
2. 하나의 컬럼은 같은 종류나 타입(type)의 값을 가져야 한다.
3. 각 컬럼이 유일한(unique) 이름을 가져야 한다.
4. 칼럼의 순서가 상관없어야 한다

제 1정규화가 필요한 테이블

고객기업ID	고객기업명	주문번호
001	A사	101
002	B사	101, 102
003	C사	101, 102

제 1정규형 테이블

고객기업ID	고객기업명	주문번호
001	A사	101
002	B사	101
002	B사	102
003	C사	101
003	C사	102

제 1정규화가 필요한 테이블에서 B사와 C사같은 경우에는 주문번호가 101, 102처럼 단일값이 아니므로 테이블의 구조를 수정해야 한다.

제 1정규형을 하는 이유

• 단일값이 아닌 경우에 값을 고유하게 특정할 수 없으므로 데이터의 정합성을 지킬 수 없다.

제 2정규형(2NF)

1. 1정규형을 만족해야 한다.
2. 모든 컬럼이 부분적 종속(Partial Dependency)이 없어야 한다. == 모든 칼럼이 완전 함수 종속을 만족해야 한다.

제 2정규화가 필요한 테이블

고객기업ID	주문번호	주문접수일	고객기업명	고객기업 규모
001	101	12/20	A사	대규모
002	101	12/25	B사	중규모
002	102	12/25	B사	중규모
003	101	12/27	C사	소규모
003	102	12/31	C사	소규모

제 2정규형 테이블

고객기업ID	주문번호	주문접수일
001	101	12/20
002	101	12/25
002	102	12/25
003	101	12/27
003	102	12/31

고객기업명	고객기업 규모
A사	대규모
B사	중규모
B사	중규모
C사	소규모
C사	소규모

제 2정규화가 필요한 테이블에서 기본키는 (고객기업ID+주문번호)이다. 주문접수일 (고객기업ID+주문번호)으로 값을 가져 올 수 있지만, 고객기업명과 고객기업 규모는 고객기업ID만으로도 값을 가져 올 수 있는 부분적 종속이 존재 하므로 테이블의 구조를 수정해야 한다.

제 2정규형을 하는 이유

• 고객기업명이나, 고객기업 규모를 정확히 알지 못하는 경우에는 데이터를 추가할 수 없다.(불확실한 값에 NULL이나 더미 값을 넣는 것은 권장하지 않는다.)
• 고객기업명과 고객기업 규모에 중복되는 값이 많으므로 잘못 추가하거나 수정 시 번거로운 문제가 있다.

제 3정규형(3NF)

1. 2정규형을 만족해야 한다.
2. 기본키를 제외한 속성들 간의 이행 종속성 (Transitive Dependency)이 없어야 한다.

제 3정규화가 필요한 테이블

고객기업ID	고객기업명	고객기업 규모	업계코드	업계명
001	A사	대규모	201	석유
002	B사	중규모	202	건설
002	B사	중규모	202	건설
003	C사	소규모	203	바이오
003	C사	소규모	203	바이오

제 3정규형 테이블

고객기업ID	고객기업명	고객기업 규모	업계코드(FK)
001	A사	대규모	201
002	B사	중규모	202
002	B사	중규모	202
003	C사	소규모	203
003	C사	소규모	203

업계코드	업계명
201	석유
202	건설
202	건설
203	바이오
203	바이오

제 3정규화가 필요한 테이블에서는 업계코드 -> 업계명 이행 종속성이 존재하므로 테이블의 구조를 수정해야 한다.

제 3정규형을 하는 이유

• 제 2정규형을 하는 이유와 유사하다.

BCNF

1. 3정규형을 만족해야 한다.
2. 모든 결정자가 후보키 집합에 속해야 한다

BCNF가 필요한 테이블

학생번호	과목	지도교수
101	JAVA	김자바
102	C++	박플플
103	JAVA	오자바
104	C#	조씨샵
105	JAVA	김자바

BCNF 테이블

학생번호	지도교수
101	김자바
102	박플플
103	오자바
104	조씨샵
105	김자바

지도교수	과목
김자바	JAVA
박플플	C++
오자바	JAVA
조씨샵	C#
김자바	JAVA

(학생 번호, 과목)이 기본키로 지도교수를 알 수 있다. 하지만 같은 과목을 다른 교수가 가르칠 수도 있어서 과목-> 지도교수 종속은 성립하지 않는다. 그러나 지도교수가 어떤 과목을 가르치는지는 알 수 있으므로 지도교수-> 과목 종속이 성립하므로 테이블의 구조를 수정해야 한다.
이처럼 후보키 집합이 아닌 칼럼이 결정자가 되어버린 상황을 BCNF를 만족하지 않는다고 한다.

BCNF을 하는 이유

• 제 3정규형을 하는 이유와 유사하다.

참고 문서 및 링크

• https://code-lab1.tistory.com/48
• https://rebro.kr/160
• 데이터베이스 첫걸음