[DB] 데이터베이스 정규화(Normalization)
목차
0. 정규화(Normalization)
1. 제 1 정규형
2. 제 2정규형
3. 제 3 정규형
4. 보이스코드 정규형
5. 제 4 정규형
6. 제 5 정규형
0. 정규화
관계형 데이터 모델에서 데이터의 중복성을 제거하여 이상 현상을 방지하고, 데이터의 일관성과 정확성을 유지하기 위해 무손실 분해하는 과정
※ 이상현상(Abnomaly) : 삽입 이상, 삭제 이상, 갱신 이상
1. 제1 정규형(1NF)
💡 원자값으로 구성
테이블 내에 속성값은 원자값을 가지고 있어야 한다
예시
| ID | 이메일 |
| 1 | 1234@gmail.com, 5678@gmail.com |
한 컬럼에 속성값이 하나씩 들어가도록 분해 과정이 필요하다
| ID | 이메일 |
| 1 | 1234@gmail.com |
| 2 | 5678@gmail.com |
2. 제2 정규형(2NF)
💡부분 함수 종속 제거(완전 함수적 종속 관계)
모든 컬럼이 부분 함수 종속 제거한 완전 함수적 종속 관계여야 한다.
즉, 기본키(PK)가 복합 키일경우 기본 키를 구성하는 속성 일부에 의해 종속된 컬럼이 없어야 한다.
예시
| 고객명 | 서비스 이름 | 서비스 가격 | 서비스 이용 기간 |
| 홍길동 | 헬스 | 70000 | 1달 |
| 홍길동 | 수영 | 100000 | 2달 |
| 장길산 | 수영 | 100000 | 2달 |
기본키는 고객명, 서비스 이름이다.
기본키 고객명, 서비스 이름에 의해 서비스 이용 기간이 결정되고 있다.
이때 기본 키의 일부 속성인 서비스 이름에 대해서 서비스 가격 컬럼이 결정되고 있는 것을 알 수 있다.
이런 경우, 부분 함수 종속성으로 제2 정규형을 위반하며 분해 과정이 필요하다.
| 고객명 | 서비스 이름 | 서비스 이용 기간 |
| 홍길동 | 헬스 | 1달 |
| 홍길동 | 수영 | 2달 |
| 장길산 | 수영 | 2달 |
| 서비스 이름 | 서비스 가격 |
| 헬스 | 70000 |
| 수영 | 100000 |
제3 정규형(3NF)
💡이행함수 종속 제거
속성에 종속적인 속성을 분리한다.
모든 속성에 기본키에 의존하며, 기본키 외의 다른 속성은 종속 관계를 가질 수 없다.
이행 종속 관계 : A->B이고, B->C일 때, A->C를 만족
예시
| 학번 | 이름 | 학과 | 학과 사무실 |
| 240510 | 김민지 | 경영학과 | 326호 |
| 242236 | 이수연 | 컴퓨터공학과 | 415호 |
| 246301 | 박정민 | 통계학과 | 406호 |
학번 -> 학과, 학과 -> 학과 사무실 : 학번 -> 학과 사무실을 만족한다.
위 릴레이션은 이행 함수 종속성으로 인해 3차 정규화를 만족하지 못하기 때문에 다음과 같이 분리해야 한다.
| 학번 | 이름 | 학과 |
| 240510 | 김민지 | 경영학과 |
| 242236 | 이수연 | 컴퓨터공학과 |
| 246301 | 박정민 | 통계학과 |
| 학과 | 학과 사무실 |
| 경영학과 | 326호 |
| 컴퓨터공학과 | 415호 |
| 통계학과 | 406호 |
4. 보이스-코드 정규화(BCNF)
💡결정자 후보 키가 아닌 함수 종속 제거
식별자로 쓰이는 속성이 일반 속성에 종속되지 않아야 한다.
복합키의 일부가 다른 속성에 의해 종속되는 것을 제거해야 한다.
즉, 모든 결정자가 후보키여야 한다.
예시
| 학번 | 과목 | 지도교수 |
| 101 | 자바 | 김자바 |
| 101 | C++ | 박플플 |
| 102 | 자바 | 오자바 |
| 103 | C# | 조씨샵 |
| 104 | 자바 | 김자바 |
기본키는 학번, 과목으로, 기본키에 의해 지도교수가 결정되고 있다.
그러나 지도교수에 의해 과목이 결정되고 있지만 지도교수는 후보 키가 아니다.
지도교수가 결정자이지만 후보키가 아니기 때문에 보이스-코드 정규화에 위배된다.
| 학번 | 지도교수 |
| 101 | 김자바 |
| 101 | 박플플 |
| 102 | 오자바 |
| 103 | 조씨샵 |
| 104 | 김자바 |
| 지도교수 | 과목 |
| 김자바 | 자바 |
| 박플플 | C++ |
| 오자바 | 자바 |
| 조씨샵 | C# |
지도교수가 후보 키 역할을 하도록 하여 보이스-코드 정규화를 만족시킨다
5. 제4 정규형(4NF)
💡다치(다중 값) 속성 제거
예시
| 개발자 | 자격증 | 언어 |
| 홍길동 | 정보처리기사 | C |
| 홍길동 | 빅데이터분석기사 | C++ |
| 장길산 | 정보보안기사 | JAVA |
개발자 -> 자격증
개발자 -> 언어
개발자별로 여러 자격증을 가지고 있고, 개발자 별로 여러 언어 값을 가지고 있다
두 가지 의존성을 가지고 있으므로 특정 속성 값에 따라 선택적인 속성을 분리한다
| 개발자 | 자격증 |
| 홍길동 | 정보처리기사 |
| 홍길동 | 빅데이터분석기사 |
| 장길산 | 정보보안기사 |
| 개발자 | 언어 |
| 홍길동 | C |
| 홍길동 | C++ |
| 장길산 | JAVA |
6. 제5 정규형(5NF)
💡조인 종속 제거
예시
| 개발자 | 자격증 | 언어 |
| 홍길동 | 정보처리기사 | C |
| 홍길동 | 빅데이터분석기사 | C |
| 홍길동 | 정보처리기사 | C++ |
| 홍길동 | 빅데이터분석기사 | C++ |
| 장길산 | 정보보안기사 | JAVA |
위의 4NF의 테이블에 대해 조인 연산을 수행한 테이블이다.
4차 정규화 수행 전 데이터와 다르게 되는 조인 종속 문제가 발생한다.
| 개발자 | 자격증 |
| 홍길동 | 정보처리기사 |
| 홍길동 | 빅데이터분석기사 |
| 장길산 | 정보보안기사 |
| 자격증 | 언어 |
| 정보처리기사 | C |
| 빅데이터분석기사 | C++ |
| 정보보안기사 | JAVA |
| 개발자 | 언어 |
| 홍길동 | C |
| 홍길동 | C++ |
| 장길산 | JAVA |
공부하며 작성한 글입니다 피드백은 언제나 환영입니다 !