데이터베이스 정규화 이해: 효율적이고 일관된 데이터 저장 보장

데이터베이스의 정규화란 무엇인가요?

정규화는 큰 테이블을 작은 테이블로 나누고 테이블 간의 관계를 정의하여 중복성과 종속성을 줄이기 위해 관계형 데이터베이스에서 데이터를 구성하는 프로세스입니다. 정규화의 주요 목표는 데이터 무결성을 보장하고 데이터 변칙을 최소화하는 것입니다. 예를 들어 삽입, 업데이트, 삭제 변칙

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정규화 목표

1. 중복 제거:
   
   데이터베이스에 중복된 데이터를 저장하지 않도록 하여 저장 공간을 절약하고 불일치를 방지할 수 있습니다.

2. 데이터 무결성 보장:
   
   정규화는 데이터를 효율적으로 구성함으로써 데이터의 정확성, 일관성 및 신뢰성을 보장합니다.

3. 이상 현상 최소화:
   
   중복성을 줄이면 다음과 같은 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

   • 삽입 이상: 기타 관련 데이터가 누락되어 데이터를 삽입할 수 없습니다.
   • 업데이트 이상: 업데이트 후 데이터가 일치하지 않습니다.
   • 삭제 이상: 기록 삭제 시 의도하지 않은 데이터 손실

4. 쿼리 최적화:
   
   정규화된 데이터는 데이터를 논리적 관계로 구조화하여 보다 효율적인 쿼리로 이어질 수 있습니다.

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일반 형태

정규화는 정규 형식이라고 알려진 단계적으로 수행됩니다. 각 정규 형식에는 다음 정규화 수준으로 진행하기 위해 따라야 하는 특정 규칙이 있습니다. 주요 정규형은 다음과 같습니다.

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1. 첫 번째 정규형(1NF)

• 규칙:
  
  다음과 같은 경우 테이블이 1NF에 있습니다.

  • 각 열에는 원자(분할할 수 없는) 값만 포함됩니다.
  • 각 열에는 단일 유형의 값이 포함됩니다.
  • 각 기록은 고유해야 합니다.

- 예:

1NF 이전(반복 그룹):

OrderID	Product	Quantity
1	Apple, Banana	2, 3
2	Orange	1

1NF 이후:

OrderID	Product	Quantity
1	Apple	2
1	Banana	3
2	Orange	1

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2. 제2정규형(2NF)

• 규칙:
  
  테이블이 2NF인 경우:

  • 1NF에 있습니다.
  • 키가 아닌 모든 열은 기본 키에 완전히 종속됩니다.

• 참고:
  
  
  2NF에서는 부분 종속성의 개념이 제거되었습니다. 즉, 키가 아닌 모든 열은 기본 키의 일부가 아닌 전체 기본 키에 종속되어야 합니다.

- 예:

2NF 이전:

OrderID	Product	CustomerName	Price
1	Apple	John	10
1	Banana	John	5
2	Orange	Jane	8

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여기서 CustomerName은 전체 기본 키(OrderID, Product)가 아닌 OrderID에만 의존합니다.

2NF 이후:
테이블:

• 주문(OrderID, CustomerName)
• 주문 세부정보(주문 ID, 제품, 가격)

주문 테이블:

OrderID	CustomerName
1	John
2	Jane

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주문 세부정보 테이블:

OrderID	Product	Price
1	Apple	10
1	Banana	5
2	Orange	8

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3. 제3정규형(3NF)

• 규칙:
  
  다음과 같은 경우 테이블이 3NF에 있습니다.

  • 2NF에 있습니다.
  • 전이적 종속성이 없습니다. 키가 아닌 열은 다른 키가 아닌 열에 종속되어서는 안 됩니다.

• 예:

3NF 이전:

OrderID	Product	Category	Supplier
1	Apple	Fruit	XYZ
2	Carrot	Vegetable	ABC

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여기서 공급자는 전이 종속성인 카테고리에 따라 달라집니다.

3NF 이후:
테이블:

• 주문(주문ID, 제품, 카테고리)
• 카테고리(카테고리, 공급자)

주문 테이블:

OrderID	Product	Category
1	Apple	Fruit
2	Carrot	Vegetable

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카테고리 테이블:

Category	Supplier
Fruit	XYZ
Vegetable	ABC

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4. 보이스-코드 정규형(BCNF)

• 규칙:
  
  다음과 같은 경우 테이블이 BCNF에 있습니다.

  • 3NF에 있습니다.
  • 모든 행렬식(다른 열을 결정하는 열)은 후보 키입니다.

• 예:

BCNF 이전:

CourseID	Instructor	Room
101	Dr. Smith	A1
101	Dr. Johnson	A2
102	Dr. Smith	B1

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이 경우 강사가 방을 결정하지만 강사는 후보키가 아닙니다. BCNF로 이동하기 위해 강사와 룸의 관계를 분리합니다.

BCNF 이후:
테이블:

• 강좌(CourseID, 강사)
• 방(강사,방)

코스 테이블:

CourseID	Instructor
101	Dr. Smith
101	Dr. Johnson
102	Dr. Smith

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객실 테이블:

Instructor	Room
Dr. Smith	A1
Dr. Johnson	A2
Dr. Smith	B1

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정규화의 이점

1. 데이터 중복성 감소:
   
   데이터가 더욱 효율적으로 저장되어 중복을 방지하고 불필요한 저장공간을 확보합니다.

2. 데이터 이상 현상 방지:
   
   정규화는 업데이트, 삽입 또는 삭제 중 오류를 방지하여 데이터의 일관성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

3. 쿼리 성능 향상:
   
   잘 구성된 테이블은 처리해야 하는 데이터가 적기 때문에 쿼리 처리 속도가 빨라집니다.

4. 데이터 무결성:
   
   정의된 관계를 통해 데이터의 정확성과 신뢰성을 보장합니다.

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언제 비정규화해야 합니까?

정규화는 데이터 무결성을 향상시키지만 성능상의 이유로 비정규화가 수행되는 경우도 있습니다. 비정규화는 특히 읽기가 많은 애플리케이션에서 조인 수를 줄이고 쿼리 성능을 향상시키기 위해 테이블을 결합하는 프로세스입니다. 그러나 이로 인해 데이터 중복 및 이상 현상이 발생할 수 있으므로 신중하게 사용해야 합니다.

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결론

정규화는 중복성을 최소화하고 데이터 무결성을 향상시키기 위해 데이터를 구성하는 것을 목표로 하는 데이터베이스 설계의 핵심 개념입니다. 정규화는 큰 테이블을 더 작은 관련 테이블로 분할함으로써 효율적인 저장 및 데이터 일관성을 보장합니다. 프로세스에는 여러 단계(1NF, 2NF, 3NF 및 BCNF)가 포함되지만 목표는 동일합니다. 즉 효율적이고 유지 관리가 가능한 데이터베이스 스키마를 생성하는 것입니다.

안녕하세요. 저는 Abhay Singh Kathayat입니다!
저는 프론트엔드와 백엔드 기술 모두에 대한 전문 지식을 갖춘 풀스택 개발자입니다. 저는 효율적이고 확장 가능하며 사용자 친화적인 애플리케이션을 구축하기 위해 다양한 프로그래밍 언어와 프레임워크를 사용하여 작업합니다.
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