정보처리기사 실기 - 정규화(Normalization)

정규화(Normalization)

테이블 내의 데이터 중복을 최소화하고, 이상(Anomaly)을 방지하기 위해
속성 간의 종속 관계를 분석하여 데이터를 무손실 분해 하는 과정

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정규화 목적

• 데이터 중복 제거
  • 동일한 정보가 여러 곳에 저장되는 것을 방지
• 이상(Anomaly) 제거
  • 삽입, 삭제, 갱신 이상 방지
• 데이터 무결성 향상
  • 데이터의 일관성과 신뢰성 확보
• 데이터 구조 단순화
  • 테이블 구조를 체계적으로 정리
• 유지보수 효율 향상
  • 데이터 수정 시 영향 최소화

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정규화 과정

정규화 단계

• 단계가 높아질수록 중복이 줄고, 데이터 구조가 정교해짐

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제 1정규형(1NF, First Normal Form)

모든 속성의 값이 원자값만을 가지도록 분해한 형태

• 모든 속성의 도메인은 원자값만 허용
• 반복 그룹 제거
• 하나의 칸(속성)에 여러 값이 들어가면 안 됨
• ex)

학생	수강과목
김민수	데이터베이스 운영체제

→ 정규화 후

학생	수강과목
김민수	데이터베이스
김민수	운영체제

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제 2정규형(2NF, Second Normal Form)

제 1정규형을 만족하고,
기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에 대하여 완전 함수적 종속을 만족하는 정규형

• 1NF 만족
• 부분 함수적 종속 제거
• 기본키 일부 속성에만 종속되는 속성을 제거
• ex)

학번	과목명	교수명	학과
20240929	DB	이교수	컴퓨터공학

→ 학과는 학번에만 종속 → 부분 함수적 종속 발생

⇒ 학과 정보를 별도 테이블로 분리

학번	과목명	교수명
20240929	DB	이교수

학번	학과
20240929	컴퓨터공학

→ 수강(학번, 과목명, 교수명)
     학생(학번, 학과)

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제 3정규형(3NF, Third Normal Form)

제 2정규형을 만족하고,
기본키가 아닌 속성이 기본키에 대해 이행적 함수적 종속을 가지지 않음

• 2NF 만족
• 이행적 종속 제거
• 기본키가 아닌 속성이 다른 기본키가 아닌 속성을 결정하면 안 됨
• ex)

학번	학과	건물
20240929	컴퓨터공학	IT관

→ 학번 → 학과 → 건물(이행 종속 발생)

⇒ 학과-건물 관계를 별도 테이블로 분리

학번	학과
20240929	컴퓨터공학

학과	건물
컴퓨터공학	IT관

• 학생(학번, 학과)
• 학과(학과, 건물)

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BCNF(Boyce-Codd Normal Form)

모든 결정자가 후보키인 정규형

• 3NF 만족
• 모든 결정자가 후보키
• 후보키가 여러 개인 경우에도 종속 관계 중 결정자가 후보키인지 확인
• ex)

교수	과목	교재
김교수	DB	SQL 입문
김교수	운영체제	OS 기초

→ 과목 → 교재, 교수 → 과목
→ 모든 결정자가 후보키가 아닐 경우 BCNF 위배

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제 4정규형(4NF, Fourth Normal Form)

다중값 종속(MVD; Multi-Valued Dependency)을 제거한 정규형

• BCNF 만족
• 다중값 종속 제거
• 하나의 결정자가 여러 독립적인 다중값 종속을 가질 때 분리
• ex) 한 교수는 여러 과목을 가르치고, 여러 연구실을 가질 수 있음
         → 과목과 연구실은 서로 독립
         ⇒ 분리하여 다중값 종속 제거

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제 5정규형(5NF, Fifth Normal Form)

모든 조인 종속이 후보키를 통해서만 성립되는 정규형
(조인으로부터 완전히 복원 가능한 형태)

• 4NF 만족
• 조인 종속 제거
• 테이블이 여러 개로 분해되어도 조인을 통해 완전 복원이 가능해야 함
• 데이터가 완전히 독립적인 가장 높은 정규형

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정리

• 정규화는 함수적 종속 관계를 이용한 무손실 분해 과정
• 1NF → 2NF → 3NF → BCNF → 4NF → 5NF
• 중복을 줄이고 이상을 제거

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