[Database] 관계형 데이터베이스의 이상 현상과 정규화

이상 현상이란?

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• 테이블을 설계할 때 잘못 설계하여 데이터를 삭제,수정,삽입할 때 논리적으로 오류가 생기는 것
• 대부분 이상현상이 발생하는 데이터의 중복성때문인데 이를 제거하는 과정이 정규화

 

1. 삽입 이상

• 자료를 삽입할 때 의도하지 않은 자료까지 삽입해야만 자료를 테이블에 추가가 가능한 현상입니다.
• 강의를 아직 수강하지 않은 새로운 학생을 삽입할 경우 강의코드 속성에는 null값이 들어가야 하는 문제가 생깁니다.

2. 갱신 이상

• 중복된 데이터 중 일부만 수정되어 데이터 모순이 일어나는 이상입니다.
• 강의코드가 "AAC3"인 서준호의 전화번호를 수정할 경우, 3번째 튜플의 데이터만 수정될 것입니다. 그러면 3,4번째 튜플은 같은 사용자의 데이터 인데도 불구하고 전화번호가 다르게 됩니다.

3. 삭제 이상

• 어떤 정보를 삭제하면, 유용한 다른 정보까지 삭제되어버리는 이상입니다.
• 강의코드가 AAC1인 데이터베이스 개론 강의를 삭제하게 되면 김영호 학생의 데이터까지 삭제되어버립니다.

 

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정규화란?

• 테이블 간에 중복된 데이터를 허용하지 않는 것
  • 무결성을 유지한다.
  • DB의 저장 용량을 줄일 수 있다.

 

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제 1 정규화

• 테이블의 컬럼이 원자값(하나의 값)을 갖도록 테이블을 분해하는 것이다.
• 변경 전
  • 추신수와 박세리는 취미를 여러개 갖고 있기 때문에 제 1정규형을 만족하지 못한다.

• 변경 후

 

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제2정규화

• 제1 정규화를 진행한 테이블에 대해 완전 함수 종속을 만족하도록 테이블을 분해하는 것이다.
• 완전 함수 종속이란 기본키의 부분집합이 결정자가 되어선 안된다는 것을 의미한다.

 

• 이 테이블에서 기본키는(학생번호,강좌이름)으로 복합키이다.
• 위 테이블의 경우 기본키의 부분집합인 강좌이름 만으로 강의실을 결정할 수 있기 떄문에 분리해준다.

 

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제3 정규화

• 제 2정규화를 진행한 테이블에 대해 이행적 종속을 없애도록 테이블을 분해하는 것
  • A → B , B→C 일 떄 A → C가 되는 것

(변경후)

 

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BCNF 정규화

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

특강수강 테이블에서 기본키는 (학생번호, 특강이름)이다. 그리고 기본키 (학생번호, 특강이름)는 교수를 결정하고 있다. 또한 여기서 교수는 특강이름을 결정하고 있다.

그런데 문제는 교수가 특강이름을 결정하는 결정자이지만, 후보키가 아니라는 점이다. 그렇기 때문에 BCNF 정규화를 만족시키기 위해서 위의 테이블을 분해해야 하는데, 다음과 같이 특강신청 테이블과 특강교수 테이블로 분해할 수 있다.

 

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무조건 정규화를 하는게 좋을까?

• 정규화된 릴레이션은 원하는 자료가 하나의 릴레이션에 존재하지 않아 JOIN을 해야 하는 상황이 잦아지고 이는 데이터베이스의 성능을 저하시킬 수 있다.
  • 해결 방법 : 역정규화
• 이상 현상과 성능 이슈 사이에서 필요한 정도를 적절히 선택해야 한다.

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역정규화

• 정규화를 통해 분리되었던 릴레이션에서 중복을 허용하고 다시 통합하거나 분할하여 구조를 재조정하는 과정

1. 릴레이션 역정규화
   • 릴레이션 병합
   • 릴레이션 분할
     • 자주 사용하는 속성이나 튜플을 분해하여 성능을 향상시킴
       • 수직 분할 - 자주 사용하는 속성과 그렇지 않는 속성을 구분해서 분할
       • 수평 분할 - 자주 사용하는 튜플과 그렇지 않는 튜플을 구분해서 분할
2. 속성 역정규화
   • 릴레이션의 성능을 향상시키기 위해 속성 또는 파생속성을 추가
     • 파생 속성 - 현재 릴레이션에는 없는 속성이지만 작업의 효율을 위해 힌 속성으로부터의 계산이나 가공에 의해 파생되는 속성입니다.이상 현상이란?

 

 

출처:

https://mangkyu.tistory.com/110