[DB] 정규화 (Normalization) 란?

정규화 (Normalization)

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1. 정규화란?

정규화의 기본적인 목표는 테이블 간에 중복되는 데이터가 발생하지 않도록 하는 것이다. 중복된 데이터를 허용하지 않음으로써 데이터의 무결성을 유지할 수 있고, 이로 인해 데이터베이스 관리에 필요한 저장 공간을 축소시키는 효과가 있다.

데이터의 중복을 피하기 위해 데이터를 구조화하고, 그 과정에서 테이블을 더 작은 테이블로 분해하는데 이를 구조화하는 정규화 단계가 정의되어 있다.

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제 1 정규화

제 1 정규화란, 테이블의 컬럼이 원자값 (Atomic Value) 를 갖도록 테이블을 분해하는 것이다. 예를 들어, 아래와 같이 고객의 취미를 저장한 테이블이 존재한다고 하자.

위 테이블에서 '추신수' 와 '박세리' 는 여러 개의 취미를 가지고 있어 제 1 정규형을 만족하지 못하고 있다. 이를 제 1 정규화를 통해 분해할 수 있는데, 제 1 정규화가 적용된 테이블은 다음과 같다.

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제 2 정규화

제 2 정규화란, 제 1 정규화가 진행된 테이블에 대해 완전 함수 종속을 만족하도록 테이블을 분해하는 것이다. 여기서 완전 함수 종속이란 것은 기본키의 부분집합이 결정자가 되어선 안된다는 것을 말한다.

말이 조금 어려운데, 간단하게 얘기해서 어떤 테이블의 기본키가 두 개 이상의 컬럼으로 구성된 복합키일 때 기본키를 분해한 부분집합으로 인해 다른 컬럼의 값이 결정되어서는 안된다는 것이다. 예를 들어 다음의 테이블을 보면 조금 더 이해가 빠를 수 있다.

위 테이블에서 기본키는 {학생번호, 강좌이름} 의 복합키로 지정되어 있다. 그리고 {학생번호, 강좌이름} 의 기본키는 성적을 결정하고 있다. 그런데 여기서 강의실이라는 컬럼은 기본키의 부분집합인 {강좌이름} 에 의해 결정될 수 있다. 그렇기 때문에 위 테이블은 다음과 같이 기존의 테이블에서 강의실을 분해해 별도의 테이블을 관리해 제 2 정규형을 만족시킬 수 있다.

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제 3 정규화

제 3 정규화란, 제 2 정규화를 진행한 테이블에 대해 이행적 종속이 없도록 테이블을 분해하는 것이다. 여기서 이행적 종속이란, A → B, B → C 가 성립할 때 A → C 가 성립하는 것을 의미한다.

예를 들어, 다음의 테이블을 살펴보자.

위 테이블에서 학생 번호는 강좌 이름을 결정하고 있고, 강좌 이름은 수강료를 결정한다. 결국, 학생 번호에 따라 수강료가 결정되므로 제 3 정규형을 만족하지 않는 테이블이다. 이를 제 3 정규형을 만족하도록 하기 위해서는, (학생 번호, 강좌 이름) 테이블과 (강좌이름, 수강료) 테이블로 분해할 필요가 있다.

이행적 종속을 제거하는 이유는 간단하다. 위의 테이블대로라면 학생번호가 501인 학생은 데이터베이스 강좌를 수강할 것이고 그 수강료로 20000 원을 지불하기로 되어 있다. 이 때, 이행적 종속이 테이블에 존재한다면 501 학생이 수강할 강좌를 스포츠경영학으로 변경할 경우, 스포츠경영학 강좌를 20000 원에 수강하게 된다. 물론 강좌가 변경됨에 따라 수강료 컬럼도 변경할 수 있지만, 한 컬럼의 데이터를 수정함으로 인해 다른 컬럼까지 같이 수정을 하게 되는 번거로움을 해결하기 위해 제 3 정규화를 진행하는 것이다.

 

즉, 학생 번호를 통해 강좌 이름을 참조하고, 강좌 이름으로 수강료를 참조하도록 테이블을 분해해야 하며 그 결과로 분해한 테이블은 다음과 같다.

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BCNF 정규화

BCNF 정규화란, 제 3 정규화를 진행한 테이블에 대해 모든 결정자가 후보키가 되도록 테이블을 분해하는 것이다. 여기서 결정자란, A → B 를 만족하는 A 를 의미한다. 예를 들어, 다음과 같이 특강 수강 정보에 대한 테이블이 있다고 하자.

위의 테이블에서 기본키는 {학생번호, 특강이름} 이다. 그리고 기본키 {학생번호, 특강이름} 은 교수를 결정하고 있다. 또한 여기서 교수는 특강 이름을 결정한다.

여기서 문제는, 교수가 특강이름을 결정하는 결정자이지만 후보키는 아니라는 점이다. 그렇기 때문에 BCNF 정규형을 만족시키기 위해서는 위의 테이블을 분해해야 하고 다음과 같이 특강 신청 테이블과 특강 교수 테이블로 분해하면 BCNF 정규형을 만족시킬 수 있다.

 

#Reference.

[Database] 정규화(Normalization) 쉽게 이해하기