데이터베이스 정규화
정규화의 개요
정규화란 함수적 종속성 등의 종속성 이론을 이용하여 잘못 설계된 관계형 스키마를 더 작은 속성의 세트로 쪼개어 바람직한 스키마로 만들어 가는 과정이다.
- 하나의 종속성이 하나의 릴레이션에 표현될 수 있도록 분해하가는 과정이라 할 수 있다.
- 정규형에는 제1정규형, 제2정규형, 제3정규형, BCNF형, 제4정규형, 제5정규형이 있으며, 차수가 높아질수록 만족시켜야 할 제약 조건이 늘어난다.
- 정규화는 데이터베이스의 논리적 설계 단계에서 수행한다.
- 정규화는 논리적 처리 및 품질에 큰 영향을 미친다.
- 정규화된 데이터 모델은 일관성, 정확성, 단순성, 비중복성, 안정성 등을 보장한다.
- 정규화 수준이 높을수록 유연한 데이터 구축이 가능하고 데이터의 정확성이 높아지는 반면 물리적 접근이 복잡하고 너무 많은 조인으로 인해 조회 성능이 저하된다.
정규화의 목적
- 데이터 구조의 안정성 및 무결성을 유지한다.
- 어떠한 릴레이션이라도 데이터베이스 내에서 표현 가능하게 만든다.
- 효과적인 검색 알고리즘을 생성할 수 있다.
- 데이터 중복을 배제하여 이상의 발생 방지 및 자료 저장 공간의 최소화가 가능하다.
- 데이터 삽입 시 릴레이션을 재구성할 필요성을 줄인다.
- 데이터 모형의 단순화가 가능하다.
- 속성의 배열 상태 검증이 가능하다.
- 개체와 속성의 누락 여부 확인이 가능하다.
- 자료 검색과 추출의 효율성을 추구한다.
정규화의 원칙
- 정보의 무손실 표현, 즉 하나의 스키마를 다른 스키마로 변환할 때 정보의 손실이 있어서는 안 된다.
- 분리의 원칙, 즉 하나의 독립된 관계성은 하나의 독립된 릴레이션으로 분리시켜 표현해야 한다.
- 데이터의 중복성이 감소되어야 한다.
정규화 과정
1NF(제1정규형)
1NF는 릴레이션에 속한 모든 도메인이 원자값만으로 되어 있는 정규형이다. 즉 릴레이션의 모든 속성 값이 원자 값으로만 되어 있는 정규형이다.
2NF(제2정규형)
2NF는 릴레이션 R이 1NF이고, 기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에 대해여 완전 함수적 종속을 만족하는 정규형이다.
3NF(제3정규형)
3NF는 릴레이션 R이 2NF이고, 기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에 대해 이행적 종속을 만족하지 않는 정규형이다.
- 무손실 조인 또는 종속성 보존을 저해하지 않고도 항상 3NF 설계를 얻을 수 있다.
BCNF(Boyce-codd정규형)
BCNF는 릴레이션 R에서 결정자가 모두 후보키인 정규형이다.
- 3NF에서 후보키가 여러 개 존재하고 서로 중첩되는 경우에 적용하는, 강한 제3정규형이라고도 한다.
- 모든 BCNF가 종속성을 보존하는 것은 아니다.
- BCNF의 제약 조건
- 키가 아닌 모든 속성은 각 키에 대하여 완전 종속해야한다.
- 키가 아닌 모든 속성은 그 자신이 부분적으로 들어가 있지 않은 모든 키에 대하여 완전 종속해야 한다.
- 어떤 속성도 키가 아닌 속성에 대해서는 완전 종속할 수 없다.
4NF(제4정규형)
4NF는 릴레이션 R에 다치 종속이 성립하는 경우 R의 모든 속성이 A에 함수적 종속 관계를 만족하는 정규형이다.
5NF(제5정규형)
5NF는 릴레이션 R의 모든 조인 종속이 R의 후보키를 통해서만 성립되는 정규형이다.