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데이터베이스 디자인의 정규형 이해: 종합 가이드

Susan Sarandon
Susan Sarandon원래의
2024-12-31 22:19:09738검색

Understanding Normal Forms in Database Design: A Comprehensive Guide

데이터베이스 디자인의 다양한 정규형

데이터베이스 설계에서 정규화는 중복성과 종속성을 최소화하고 데이터 무결성을 향상시키기 위해 데이터를 구성하는 프로세스입니다. 이 프로세스에는 큰 테이블을 더 작고 관리 가능한 테이블로 나누고 테이블 간의 관계를 설정하는 작업이 포함됩니다. 이를 통해 데이터베이스에는 삽입, 업데이트, 삭제 등의 이상 현상이 발생하지 않습니다.

다양한 정규형은 특정 수준의 정규화를 나타냅니다. 각 일반 형식은 이전 형식을 기반으로 하며 고유한 규칙 집합을 갖습니다. 다음은 가장 일반적인 정규형에 대한 설명입니다.


1. 첫 번째 정규형(1NF)

1NF는 가장 기본적인 정규화 수준으로, 중복 데이터를 제거하고 각 열에 원자 값(반복 그룹 없음)이 포함되도록 테이블의 데이터가 구성되도록 하는 데 중점을 둡니다.

  • 1NF 규칙:
    1. 각 테이블 셀에는 단일 값(원자성)이 포함되어야 합니다.
    2. 각 레코드(행)는 고유해야 합니다.
    3. 각 열에는 단일 유형의 값(예: 모든 정수, 모든 문자열)이 포함되어야 합니다.
    4. 단일 열에 반복되는 열 그룹이나 여러 값이 없습니다.

1NF의 예:

1NF 이전:

OrderID Products Quantities
1 Apple, Banana 2, 3
2 Orange 5

1NF로 변환한 후:

OrderID Product Quantity
1 Apple 2
1 Banana 3
2 Orange 5

2. 제2정규형(2NF)

2NF부분 종속성을 제거하여 1NF를 기반으로 합니다. 부분 종속성은 비프라임 속성(기본 키의 일부가 아닌 열)이 기본 키의 일부(복합 기본 키의 경우)에만 종속될 때 발생합니다. 2NF를 달성하려면 테이블이 먼저 1NF의 요구 사항을 충족해야 합니다.

  • 2NF의 규칙:
    1. 테이블은 1NF여야 합니다.
    2. 모든 비프라임 속성은 전체 기본 키에 기능적으로 완전히 종속되어야 합니다(부분 종속성 제거).

2NF의 예:

2NF 이전(부분 종속성):

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

여기서 CustomerName은 전체 기본 키(OrderID, Product)가 아닌 OrderID에만 의존합니다. 이를 제거하기 위해 테이블을 분할했습니다.

2NF 이후:
테이블:

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

주문 테이블:

OrderID CustomerName
1 John
2 Jane

주문 세부정보 테이블:

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

3. 제3정규형(3NF)

3NF2NF를 기반으로 하며 비프라임 속성이 다른 비프라임 속성에 종속될 때 발생하는 전이적 종속성을 해결합니다. 프라임이 아닌 속성은 기본 키에만 의존해야 합니다. 2NF에 있고 모든 전이적 종속성이 제거된 경우 테이블은 3NF에 있습니다.

  • 3NF의 규칙:
    1. 테이블은 2NF여야 합니다.
    2. 프라임이 아닌 속성은 다른 비프라임 속성에 종속되어서는 안 됩니다(전이적 종속성 제거).

3NF의 예:

3NF 이전(전이적 종속성):

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

여기서 공급업체주문 ID가 아니라 카테고리에 따라 달라집니다. 이를 해결하기 위해 테이블을 분할했습니다.

3NF 이후:
테이블:

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

주문 테이블:

OrderID Product Category
1 Apple Fruit
2 Carrot Vegetable

카테고리 테이블:

Category Supplier
Fruit XYZ
Vegetable ABC

4. 보이스-코드 정규형(BCNF)

BCNF3NF의 더 엄격한 버전입니다. 다음과 같은 경우 테이블이 BCNF에 있습니다.

  • 3NF에 있습니다.
  • 모든 기능적 종속성에 대해 왼쪽은 후보 키(즉, 최소 슈퍼키)여야 합니다.

간단히 말하면 BCNF는 테이블이 3NF에 있지만 여전히 후보 키가 아닌 속성과 관련된 일부 종속성이 있는 상황을 해결합니다.

  • BCNF 규칙:
    1. 테이블은 3NF여야 합니다.
    2. 모든 행렬식은 후보 키여야 합니다.

BCNF의 예:

BCNF 이전:

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

여기서 InstructorRoom을 결정하지만, Instructor는 BCNF를 위반하는 후보키가 아닙니다. BCNF를 달성하기 위해 종속성을 여러 테이블로 분리합니다.

BCNF 이후:
테이블:

  • 강좌(CourseID, 강사)
  • 방(강사,방)

코스 테이블:

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

객실 테이블:

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

5. 제4정규형(4NF)

4NF는 하나의 속성이 다른 속성의 여러 값을 결정하고 해당 값이 서로 독립적일 때 발생하는 다중 값 종속성을 해결합니다. 테이블이 4NF인 경우:

  • BCNF에 있습니다.
  • 다중 값 종속성이 없습니다.

4NF의 예:

4NF 이전(다중 값 종속성):

StudentID Subject Hobby
1 Math Painting
1 Science Cycling

4NF 이후:
테이블:

  • 학생(학생ID, 과목)
  • 학생취미(학생ID, 취미)

학생 테이블:

StudentID Subject
1 Math
1 Science

StudentsHobbies 테이블:

StudentID Hobby
1 Painting
1 Cycling

결론

데이터베이스 설계에서 정규화는 데이터를 효율적으로 구성하기 위한 기본 프로세스입니다. 다양한 정규 형식(1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF)을 통해 데이터가 중복 없이 저장되고 무결성이 유지되며 관리가 용이합니다. 각 정규 형식은 특정 유형의 종속성 또는 이상 현상을 제거하여 이전 형식을 기반으로 구축됩니다. 정규화는 데이터 품질을 향상시키지만 성능 고려 사항과 균형을 맞추는 것이 중요하며 때로는 최적화가 필요한 경우 비정규화를 선택합니다.

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