[ Database ] 정규화, 비정규화, 역정규화

👨‍💻 정규화(Normalization)

정규화의 기본 목표는 '테이블 간에 중복된 데이터를 허용하지 않는다'는 것이다. 중복된 데이터를 허용하지 않음으로써 무결성을 유지할 수 있으며 DB의 저장 용량 역시 줄일 수 있다.  이러한 테이블을 분해하는 정규화 단계가 정의되어 있는데 테이블을 어떻게 분해되는지에 따라 정규화 단계가 달라진다.

 

[ 제 1 정규화 ]

⁉️ 테이블의 컬럼이 원자값(Atomic Value, 하나의 값)을 갖도록 테이블을 분해하는 것

☑️ 위의 추신수와 박세리는 여러 개의 취미를 가지고 있기 때문에 제1 정규형을 만족하지 못하고 있다. 그렇기 때문에 이를 제 1정규화하여 분해하면 오른쪽 테이블과 같다.

 

[ 제 2 정규화 ]

⁉️ 제1 정규화를 진행한 테이블에 대해 완전 함수적 종속을 만족하는 테이블을 분해하는 것

 

💡 완전 함수적 종속 : 기본키의 부분집합이 결정자가 되어선 안된다는 것

☑️ 위 테이블에서 기본키는 (학생번호, 강좌이름)으로 복합키이다. 그리고 (학생번호, 강좌이름)인 기본키는 성적을 결정하고 있다. 그런데 여기서 강의실이라는 컬럼은 기본키의 부분집합인 강좌이름에 의해 결정될 수 있다.

➡️ 기본키(학생번호, 강좌이름)의 부분키인 강좌이름이 결정자이기 때문에 위의 테이블의 경우 다음과 같이 기존의 테이블에서 강의실을 분해하여 별도의 테이블로 관리하여 제2 정규형을 만족시킬 수 있다.

 

[ 제 3 정규화 ]

⁉️ 제2 정규화를 진행한 테이블에 대해 이행적 종속을 없애도록 테이블을 분해하는 것

 

💡 이행적 종속 :  A -> B, B -> C가 성립할 때 A -> C가 성립되는 것

☑️ 기존의 테이블에서 학생 번호는 강좌 이름을 결정하고 있고 강좌 이름은 수강료를 결정하고 있다. 그렇기 때문에 이를 (학생 번호, 강좌 이름) 테이블과 (강좌 이름, 수강료) 테이블로 분해해야 한다.

☑️ 이행적 종속을 제거하는 이유는 학생번호 -> 강좌이름 -> 수강료 일때 강좌 이름이 변경될 때 수강료가 변경되지 않기 때문이다. 강좌 이름에 맞게 수강료를 다시 변경하면 되지만 이러한 번거로움을 해결하기 위해 제3 정규화를 진행한다.

 

[ BCNF 정규화 ]

⁉️ 제3 정규화를 진행한 테이블에 대해 모든 결정자가 후보키가 되도록 테이블을 분해하는 것

☑️ 특강수강 테이블에서 기본키는 (학생번호, 특강이름)이다. 그리고 기본키 (학생번호, 특강이름)은 교수를 결정하고 있다. 교수는 특강이름을 결정하고 있다.

☑️ 그런데 문제는 교수가 특강이름을 결정하는 결정자지만 후보키가 아니라는 점이다. 그렇기 때문에 BCNF 정규화를 만족시키기 위해서 테이블을 분해해야 한다.

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👨‍💻 비정규화(Unnormalized form), 역정규화(Denormalization)

⁉️ 역정규화와 비정규화가 같은 의미로 쓰이는 것 같지만 엄연히 말하면 다르다.

 

➡️ 비정규화 : 정규화된 테이블(릴레이션)을 읽기성능 향상을 위해 테이블을 다시 합치는 방법이다. (역정규화, Entity 합체, Entity 분해 등 여러 방법이 있지만 역정규화가 일반적)

➡️ 역정규화 : 정규화된 테이블을 비정규화 상태로 만들기 위한 방법 중 하나이다.(비정규화가 더 포괄적임)

 ☑️ 비정규화를 사용하는 이유는 데이터베이스의 완벽한 구조설계를 포기하고 데이터의 무결성을 떨어트리는 대신 관계형 데이터베이스의 읽기 성능 향상시키기 위함이다.

☑️ (3교시 선생님의 강의와 수강료)를 알고 싶다면 정규화된 테이블에서

• <강사>테이블에서 (강의시간, 이름, 담당수업)을 확인하고,
• <수업>테이블에서 (수업코드)를 확인하고
• <수강료>테이블에서 (수강료)를 확인해야 한다.

데이터베이스에서는 3가지 테이블을 같은키로 JOIN 하여 데이터 값을 찾는다. 만약 테이블 수가 더 증가하면 많은 JOIN을 사용해야 하기 때문에 데이터 읽기 효율성이 떨어진다. 

➡️ 그래서 <시간표> 테이블처럼 비정규화를 시키는 것이다.

 

⁉️ 하지만 비정규화를 할 때 고려해야 할 점이 있다.

• 무결성(데이터의 정확성)이 떨어지는 것에 주의
• 읽기(조회)속도는 빨라지지만 쓰기(삽입, 수정, 삭제) 속도는 느려진다.
• 저장공간의 효율이 떨어진다.
• 유지보수가 어렵다.

💡 이런 문제가 있음에도 비정규화를 하는 이유는 오로지 성능 문제가 있는(읽기 작업이 많이 필요한) 테이블 때문이다.