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★ 정규화의 개요
정규화란 함수적 종속성 등의 종속성 이론을 이용하여 잘못 설계된 관계형 스키마를 더 작은 속성의 세트로 쪼개어 바람직한 스키마로 만들어 가는 과정임
정규형에는 제1정규형, 제2정규형, 제3정규형, BCNF형, 제4정규형, 제5정규형이 있으며, 차수가 높아질수록 만족시켜야 할 제약 조건이 늘어남
정규화는 데이터베이스의 논리적 설계 단계에서 수행
정규화는 논리적 처리 및 품질에 큰 영향을 미침
정규화(=표준화)의 목적
데이터 구조의 안정성을 최대화함
어떠한 릴레이션 이라도 데이터베이스 내에서 표현 가능하게 만듦
효과적인 검색 알고리즘을 생성할 수 있음
중복을 배제하여 삽입, 삭제, 갱신 이상의 발생을 방지함
데이터 삽입 시 릴레이션을 재구성할 필요성을 줄임
★★ Anomaly(이상)의 개념 및 종류
정규화를 거치지 않으면 데이터베이스 내에 데이터들이 불필요하게 중복되어 릴레이션 조작 시 예기치 못한 곤란한 현상이 발생하는데, 이를 이상(Anomaly)이라 하며 다음과 같이 삽입 이상, 삭제 이상, 갱신 이상이 있음
삽입 이상(Insertion Anomaly) : 릴레이션에 데이터를 삽입할 때 의도와는 상관없이 원하지 않은 값들도 함께 삽입되는 현상
삭제 이상(Deletion Anomaly) : 릴레이션에서 한 튜플을 삭제할 때 의도와는 상관없는 값들도 함께 삭제되는 연쇄 삭제 현상이 일어나는 현상
갱신 이상(Update Anomaly) : 릴레이션에서 튜플에 있는 속성값을 갱신할 때 일부 튜플의 정보만 갱신되어 정보에 모순이 생기는 현상
정규화 정리
데이터베이스 내에 데이터들이 불필요하게 중복되면 릴레이션 조작 시 예기치 못한 이상(Anomaly) 현상이 발생할 가능성이 높다
정규화는 이상을 제거하기 위해서 중복성 및 종속성을 배제시키는 방법으로 사용한다
정규화되지 못한 릴레이션을 조작할 때 발생하는 이노멀리 현상의 근본 원인은 여러 종류의 사실들이 하나의 릴레이션에 모두 표현되어 있기 때문이다
중복 및 종속 관계가 형성되어 릴레이션 조작 시 발생할 수 있는 아노멀리를 제거하기 위해서는 관계 모델로 표현한 릴레이션에 제한 사람들을 첨가해 가면서 보다 더 정규화된 릴레이션으로 변환시켜 단순하게 만들어야 한다
★★ 정규화 과정
1NF(제1정규형)
- 1NF는 릴레이션에 속한 모든 도메인이 원자값(Atomic Value)만으로 되어 있는 릴레이션임
- 릴레이션의 모든 속성이 단순 영역에서 정의됨
2NF(제2정규형)
- 2NF는 릴레이션 R이 1NF이고, 키가 아닌 모든 속성이 기보키에 대하여 완전 함수적 종속 관계를 만족함
※ 함수적 종속 관계 / 완전 함수적 종속 관계
함수적 종속 관계
- <수강> 릴레이션이 (학번, 이름, 과목명)으로 되어 있을 때, '학번'이 결정되면 '과목명'에 상관없이 '학번'에는 항상 같은 이름이 대응됨. '학번'에 따라 '이름'이 결정될 때 '이름'을 '학번'에 함수 종속적이라고 하면 '학번 → 이름'과 같이 쓴다
완전 함수적 종속 관계
- 속성 A가 다른 속성들의 집합 B 전체에 대해서 함수적 종속 관계를 갖지만 집합 B의 진부분집합에 대해서는 종속 관계를 갖지 않으면, 속성 A는 집합 B의 속성들에 대해 완전 함수적 종속 관계에 있다고 한다
- 예) <수강> 리레이션이 (학번, 과목명, 성적)으로 되어 있을 때, '성적'은 (학번, 과목명)에는 함수 종속적이지만, (학번)이나 (과목명)에는 함수 종속이 아니다
3NF(제3정규형)
- 릴레이션 R이 2NF이고, 키가 아닌 모든 애트릴뷰트가 기본키에 대해 이행적 종속 관계를 이루지 않도록 제한한 관계형임
- 릴레이션의 무손실 조인 또는 종속성 보존을 저해하지 않고도 항상 3NF 설계를 얻을 수 있음
※ 이행적 종속 관계 : A → B 이고 B → C일 때 A → C를 만족하는 관계
BCNF(Boyce-Codd 정규형)
- 릴레이션 R에서 결정자1가 모두 후보키인 관계형임
- 3NF에서 후보키가 많고 서로 중첩되는 경우에 적용하는 강한 제3정규형이라고도 함
- 모든 BCNF(Boyce-Codd Normal Form)가 종속성을 보존하는 것은 아님
- BCNF의 제약 조건
＊ 키가 아닌 모든 속성은 각 키에 대하여 완전 종속해야 함
＊ 키가 아닌 모든 속성은 그 자신이 부분적으로 들어가 있지 않은 모든 키에 대하여 완전 종속해야 함
＊ 어떤 속성도 키가 아닌 속성에 대해서는 완전 종속할 수 없음
4NF(제4정규형)
- 릴레이션 R에 A → B가 성립하는 경우 R의 모든 속성이 A에 함수적 종속이면 이 릴레이션 R은 제4정규형에 속함
5NF(제5정규형, PJ/NF)
- 릴레이션 R의 모든 조인 종속성(JD)의 만족이 R의 후보키를 통해서만 만족될 때 그 릴레이션 R은 제5정규형 또는 PJ/NF에 속함
조인 종속(JD : Join Dependency) / 정규화 과정 정리
조인 종속(JD : Join Dependency)
- 어떤 릴레이션 R이 자신의 Projection(X, Y, ..., Z)에 대한 조인의 결과가 자신과 같을 때 조인 종속(JD) (X, Y, ..., Z)은 R의 속성 집합의 부분집합이다.
정규화 과정 정리
비정규 릴레이션 |
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↓ |
도메인이 원자값 |
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1NF |
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↓ |
부분적 함수 종속 제거 |
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2NF |
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↓ |
이행적 함수 종속 제거 |
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3NF |
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↓ |
결정자이면서 후보키가 아닌 것 제기 |
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BCNF |
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↓ |
다치 종속 제거 |
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4NF |
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↓ |
조인 종속성 제거 |
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5NF | ||||
- '학번'에 따라 '이름'이 결정되는 '학번 → 이름'일 때 '학번'을 결정자라하고, '이름'을 종속자라고 한다 [본문으로]