🫡 정규화(Normalization)
정규화(Normalization) : 이상현상이 있는 릴레이션을 분해하여 이상현상을 없애는 과정
정규화는 이상현상이 존재하는 릴레이션을 분해하여 여러 개의 릴레이션을 생성한다.
정규화는 단계별로 구분되는데, 정규형 단계가 높아질수록 이상현상은 줄어든다.
정규화의 목적
- 데이터의 중복을 없애면서 불필요한 데이터를 최소화시킨다.
→ 무결성을 유지할 수 있다. - 데이터베이스 변경 시 이상 현상(Anomaly)을 제거할 수 있다.
- 테이블 구성을 논리적이고 직관적으로 할 수 있다.
- DB 저장 용량을 효율적으로 관리할 수 있다.
정규화 단계
정규화에는 여러가지 단계가 있으며, 대체적으로 1~3단계 정규화까지의 과정을 거친다.
제1정규화(1NF)
제1정규화는 테이블 컬럼이 원자값(= 하나의 값)을 갖도록 테이블을 분리시키는 과정이다.
아래의 규칙들을 만족해야 한다.
- 각 컬럼이 하나의 속성(원자값)만을 가져야 한다.
- 하나의 컬럼은 같은 종류나 타입(type)의 값을 가져야 한다.
- 각 컬럼이 유일한(unique) 이름을 가져야 한다.
- 컬럼의 순서가 상관없어야 한다.
위 테이블에서, Customer ID가 123인 customer의 전화번호가 원자값이 아닌 2개의 값을 갖는다.
이런 경우 제1정규화의 규칙을 만족하지 않는 것이다.
제1정규화 규칙을 만족시키기 위해 아래와 같이 분해할 수 있다.
제2정규화(2NF)
제2정규화는 테이블의 모든 컬럼이 완전 함수적 종속을 만족하도록 하는 과정이다.
쉽게 말하자면, 테이블에서 기본키가 복합키로 묶여있는 경우 두 키 중 하나의 키만으로 다른 컬럼을 결정지을 수 있으면 안 된다는 것이다.
즉, 기본키의 부분집합 키가 결정자가 되어선 안 된다는 것이다.
아래의 규칙들을 만족해야 한다.
- 제1정규형을 만족해야 한다.
- 모든 컬럼이 완전 함수 종속을 만족해야 한다.
위 테이블은 Manufacturer 필드와 Model 필드를 기본키로 하고 있다.
그 중 Manufacturer Country 필드는 Model 이 무엇이든 상관없이, Manufacturer 에 따라 결정된다.
즉, Model이 없어도 Manufacturer 만 알면 Manufacturer Country를 알 수 있다.
이는 Manufacturer Country 컬럼이 (Manufacturer, Model)에 종속되지 않고 Manufacturer에만 종속되는 부분 종속인 상태인 것이다. 완전 함수적 종속을 충족시키지 못하고 있다는 의미이다.
제2정규화 규칙을 만족시키기 위해 아래와 같이 분해할 수 있다.
제3정규화(3NF)
제3정규화는 제2정규화가 진행된 테이블에서 이행적 종속을 없애기 위해 테이블을 분리하는 과정이다.
이행적 종속 : A → B, B → C 면 A → C 가 성립한다. 쉽게 말하자면 삼단논법
아래의 규칙들을 만족해야 한다.
- 제2정규형을 만족해야 한다.
- 기본키를 제외한 속성들 간의 이행 종속성(Transitive Dependency)이 없어야 한다.
즉, 기본키가 아닌 속성들은 기본키에 의존해야 한다.
위 테이블은 Tournament와 Year을 기본키로 하고 있다.
Winner는 이 두 복합키를 통해 결정된다. 즉, Tournament와 Year 속성을 알면 해당 레코드의 Winner 속성도 알 수 있다.
그러나 Winner Date of Birth 는 Winner 속성 값에 의해 결정된다.
이는 Tournament, Year 속성 값을 알면 Winner Date of Birth 속성 값도 알 수 있음을 의미한다.
Tournament, Year → Winner
Winner → Winner Date of Birth
➡️ Tournament, Year → Winner Date of Birth
제3정규화 규칙을 만족시키기 위해 아래와 같이 분해할 수 있다.
BCNF(Boyce-Codd Normal Form)
BCNF 는 제3정규형을 좀 더 강화한 버전이다.
아래의 규칙들을 만족해야 한다.
- 제3정규형을 만족해야 한다.
- 모든 결정자가 후보키 집합에 속해야 한다.
→ 후보키 집합에 없는 컬럼이 결정자가 되어서는 안된다.
제4정규화 이상
보통 BCNF 까지만 하는 경우가 많으며, 그 이상 정규화를 진행한다면 정규화의 단점이 나타날 수도 있다.
Reference
