[Database] DB정규화
[Database] DB정규화
데이터베이스 정규화(1NF, 2NF, 3NF, BCNF)
불필요한 데이터(redundancy)를 없앨 수 있고, 삽입/갱신/삭제 시 발생할 수 있는 각종 이상현상(Anamolies)들을 방지할 수 있습니다.데이터베이스 정규화의 목적
- 불필요한 데이터(data redundancy)를 제거한다
- 데이터 저장을 '논리적으로' 한다.(ex: key 중복)
1차 정규화
각 로우마다 컬럼의 값이 1개씩만 있어야 합니다. 이를 컬럼이 원자값(Atomic Value)를 갖는다고 합니다.
예를 들어, 아래와 같은 경우 Adam의 Subject가 Biology와 Maths 두 개 이기 때문에 1차 정규형을 만족하지 못합니다.
위의 정보를 표현하고 싶은 경우 이렇게 한 개의 로우를 더 만들게 됩니다.
결과적으로 1차 정규화를 함으로써 데이터 redundancy는 더 증가하였습니다. 데이터의 논리적 구성을 위해 이 부분을 희생하는 것으로 볼 수 있습니다.
BCNF는 (Boyce and Codd Normal Form) 3차 정규형을 조금 더 강화한 버전으로 볼 수 있습니다.
예를 들어, 아래와 같은 경우 Adam의 Subject가 Biology와 Maths 두 개 이기 때문에 1차 정규형을 만족하지 못합니다.
결과적으로 1차 정규화를 함으로써 데이터 redundancy는 더 증가하였습니다. 데이터의 논리적 구성을 위해 이 부분을 희생하는 것으로 볼 수 있습니다.
2차 정규화
2차 정규화부터가 본격적인 정규화의 시작이라고 볼 수 있습니다. 2차 정규형은 테이블의 모든 컬럼이 완전 함수적 종속을 만족하것입니다. 즉, 기본키 중에 특정 컬럼에만 종속된 컬럼(부분적 종속)이 없어야 한다는 것입니다. 위 테이블의 경우 기본키는 (Student, Subject) 두 개로 볼 수 있습니다. 이 두개가 합쳐져야 한 로우를 구분 할 수 있습니다.
근데 Age의 경우 이 기본키중에 Student에만 종속되어 있습니다.
즉, Student 컬럼의 값을 알면 Age의 값을 알 수 있습니다.
따라서 Age가 두 번 들어가는 것은 불 필요한 것으로 볼 수 있습니다.
이를 해결하기 위한 방법은 위처럼 테이블을 쪼개는 것입니다. 그러면 두 테이블 모두 2차 정규형을 만족하게 됩니다. 위 테이블의 경우 삽입/갱신/삭제 이상을 겪지 않게 됩니다. 하지만 조금 더 복잡한 테이블의 경우, 갱신 이상을 겪기도 하는데 이를 해결하는 것이 바로 3차 정규화입니다.
3차 정규화
이와 같은 데이터 구성을 생각해봅시다. Student_id가 기본키이고, 기본키가 하나이므로 2차 정규형은 만족하는 것으로 볼수 있습니다.
하지만 이 데이터의 Zip컬럼을 알면 Street, City, State를 결정할 수 있습니다.
또한 여러명의 학생들이 같은 Zip코드를 갖는 경우에 Zip코드만 알면 Street, City, State가 결정되기 때문에 이 컬럼들에는 중복된 데이터가 생길 가능성이 있습니다.
정리하면 3차 정규형은 기본키를 제외한 속성들 간의 이행적 함수 종속이 없는 것입니다.
풀어서 말하자면, 기본키 이외의 다른 컬럼이 그외 다른 컬럼을 결정할 수 없는 것입니다.
3차 정규화는 2차 정규화와 마찬가지로 테이블을 분리함으로써 해결할 수 있는데, 이렇게 두 개의 테이블로 나눔으로써 3차 정규형을 만족할 수 있습니다. 이를 통해 데이터가 논리적인 단위(학생, 주소)로 분리될 수 있고, 데이터의 redundancy도 줄었음을 알 수 있습니다.
BCNF
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| BCNF를 위반하는 경우 : A,B가 키인데 C가 다시 A를 결정하는 경우 |
BCNF는 (Boyce and Codd Normal Form) 3차 정규형을 조금 더 강화한 버전으로 볼 수 있습니다.
이는 3차 정규형으로 해결할 수 없는 이상현상을 해결할 수 있습니다.
BCNF란 3차 정규형을 만족하면서 모든 결정자가 후보키 집합에 속한 정규형입니다.
아래와 같은 경우를 생각해보면, 후보키는 수퍼키중에서 최소성을 만족하는 건데, 이 경우 (학생, 과목)입니다.
(학생,과목)은 그 로우를 유일하게 구분할 수 있습니다. 근데 이 테이블의 경우 교수가 결정자입니다. (교수가 한 과목만 강의할 수 있다고 가정) 즉, 교수가 정해지면 과목이 결정됩니다.
근데 교수는 후보키가 아닙니다. 따라서 이 경우에 BCNF를 만족하지 못한다고 합니다.
3차 정규형을 만족하면서 BCNF는 만족하지 못하는 경우는 언제일까요?
바로 일반 컬럼이 후보키를 결정하는 경우입니다.
위와 같이 테이블이 구성된 경우에 데이터가 중복되고, 갱신 이상이 발생합니다.
예를 들어 Mr.Sim이 강의하는 과목명이 바뀌었다면 두 개의 로우를 갱신해야 합니다.
이를 해결하기 위해서는 마찬가지로 테이블을 분리합니다.
제4차 정규화
하나의 릴레이션에 두 개 이상의 다치 종속(MVD; Mulit-Valued Dependency)이 발생하면 이를 제거하는 과정이다.
일명 다가 종속을 분리하는 과정이다.
제5차 정규화
결합 종속(join dependency)를 분리하는 과정이다
모든 '조인' 종속성의 만족이 R의 후보키를 통해서만 만족
모든 '조인' 종속성의 만족이 R의 후보키를 통해서만 만족
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