[DB] 정규화, 반정규화

mingsso·2024년 10월 11일

CS

목록 보기

15/30

1️⃣ 정규화

데이터의 일관성, 최소한의 데이터 중복, 최대한의 데이터 유연성을 위한 방법
→ 즉, 데이터를 분해하는 과정
정규화를 수행하면 비즈니스에 변화가 발생해도 데이터 모델의 변경을 최소화할 수 있음

정규화는 제1정규화부터 제5정규화까지 있지만, 실질적으로는 제3정규화까지만 수행함

ex) 정규화를 수행하지 않은 위쪽 모델의 경우, 새로운 직원이 추가되는 경우 부서 정보가 없으면 부서코드를 임의의 값으로 넣어야 하는 등 이상현상이 발생함
→ 정규화된 모델은 테이블이 분해되어, 직원 테이블과 부서 테이블 간에 부서코드로 조인을 수행하여 합집합으로 만들 수 있음

정규화 절차

제1정규화

테이블의 컬럼이 원자값(하나의 값)을 갖도록 테이블을 분해함
ex) 추신수와 박세리는 여러 개의 취미를 가지고 있기 때문에 분해하여 제1정규형을 만족시킴

제2정규화

제1 정규화를 진행한 테이블에 대해 완전 함수 종속성을 만족하도록 테이블을 분해하는 것
완전 함수 종속이라는 것은 기본키의 부분집합이 결정자가 되어서는 안된다는 것

ex) (학생번호, 강좌이름)의 복합키가 성적을 결정하고 있지만, ‘강좌이름’이 ‘강의실’을 결정할 수 있음(부분 함수 종속성 발생) → 기존의 테이블에서 강의실을 분해하여 별도의 테이블로 관리해 부분 함수 종속을 제거하고, 완전 함수 종속을 만족시킴

제3정규화

제2정규화를 진행한 테이블에 대해 이행적 종속을 없애도록 테이블을 분해하는 것
이행적 종속이란 A→B, B→C가 성립할 때, A→C가 성립되는 것

ex) ’학생번호→강좌이름→수강료’라는 이행적 관계가 발행하고 있기 때문에, (학생번호, 강좌이름) 테이블과 (강좌이름, 수강료) 테이블로 분해해야 함
학생번호(갑)-강좌이름/수강료(을) 관계가 되어야 하는데, 학생번호(갑)-강좌이름(을)-수강료(병) 관계임

BCNF 정규화

제3정규화를 진행한 테이블에 대해 모든 결정자가 후보키가 되도록 테이블을 분해하는 것

ex) 운송장번호는 택배원 이름을 결정하는 결정자이지만, 후보키가 아님 → 상품 테이블과 택배 테이블로 분해함

제4정규화

BCNF 정규화를 진행한 테이블에 대해 다치 종속이 없어지도록 테이블을 분해하는 것
다치 종속이란 다음 조건들을 모두 만족할 때를 뜻함

하나의 A값에 여러 개의 B값이 존재하면(=1:N), 다치 종속성을 가진다고 하고 A↠B라고 표시함
최소 3개의 칼럼이 존재해야 함
R(A, B, C)가 있고, A와 B 사이에 다치 종속성이 있을 때, B와 C가 독립적이어야 함

ex) 학생 번호 하나에 과목 여러 개와 취미 여러 개가 종속되는 다치 종속성이 발생하고 있으며, 학생 번호를 토대로 값을 조회하면 중복이 발생하게 됨(과목과 취미는 독립적인데도 중복이 여러 번 발생하게 됨)
→ 과목 테이블과 취미 테이블로 분해함

제5정규화(=PJNF)

제4정규화를 진행한 테이블에 대해 조인 종속이 없어지도록 테이블을 분해하는 것
하나의 테이블을 여러 개의 테이블로 무손실 분해했다가 다시 결합할 수 있다면 조인 종속이라고 함
(A 테이블을 B와 C로 분해했다가 다시 조인했을 때 그대로 A가 되는 경우)

현실의 데이터베이스에서는 제5정규형은 사용하지 않음

https://www.studytonight.com/dbms/fifth-normal-form.php 자세한 내용 참고!

2️⃣ 비정규화(Unnormalized form)

데이터베이스 정규화의 조건을 충족하지 않는 데이터 모델로, 정규화 과정의 출발점이 될 수 있음
즉, 정규화 하기 이전의 데이터 모델 상태

3️⃣ 반(역)정규화(Denormalization)

정규화된 엔티티, 속성, 관계에 대해 시스템의 성능 향상과 개발과 운영의 단순화를 위해 중복, 통합, 분리 등을 수행하는 데이터 모델링의 기법

데이터를 조회할 때, 조인으로 인한 성능 저하가 예상될 경우 수행함
완벽한 구조설계를 포기하고 데이터의 무결성(정확성+일관성)을 떨어트리는 대신, 읽기 성능을 향상시킴
- 읽기 속도는 빨라지지만 쓰기(삽입, 수정, 삭제) 속도는 느려짐
- 중복된 데이터의 공간 차지로 인해, 저장 공간의 효율이 떨어짐
- 테이블 자체가 크고 복잡해서 쉽게 수정할 수 없고 확장성도 떨어짐

ex) 내가 [3교시 선생님의 강의와 수강료]를 알고 싶다면,
정규화된 테이블에서는, <강사> 테이블에서 (강의시간, 이름, 담당수업)을 확인하고, <수업> 테이블에서 (수업코드)를 확인하고, <수강료> 테이블에서 (수강료)를 확인해야 하지만,
비정규화된 테이블에서는 쉽게 확인할 수 있음