데이터베이스 정규화

데이터베이스의 정규화는 데이터를 구조화 하는 과정을 말한다.

데이터 중복을 최소화 하고 데이터 무결성을 유지하기 위해 설계하는 과정이다.

정규화를 통해 데이터베이스 설계를 개선함으로써 효율적인 데이터 관리와 쿼리 성능을 달성 할 수 있다.

정규화 과정은 여러단계의 정규형으로 구분되며 각 단계는 데이터의 중복을 줄이고 무결성을 강화하는 데 목적이 있다.

 

1NF (제1정규형)
각 컬럼의 값이 원자값(더 이상 분해할 수 없는 값)이어야 한다.
각 컬럼은 유일한 데이터 타입을 가져야 하고 각 행은 유일한 식별자(Primary Key)를 가져야 한다.

 

2NF (제2정규형)
제1정규형을 만족하고, 모든 비기본 키 속성이 기본 키에 완전 함수적 종속인 상태를 말한다. 즉, 부분적 종속을 제거한다.

 

3NF (제3정규형)
제2정규형을 만족하고, 모든 비기본 키 속성이 기본 키에만 종속되어야 한다. 이는 이행적 종속을 제거하는 것을 의미한다.

 

BCNF (보이스-코드 정규형)
제3정규형을 만족하고, 모든 결정자가 후보 키가 되는 상태다. 즉, 모든 비기본 키가 기본 키에 대해 완전 함수적 종속이고, 모든 결정자가 후보 키인 상태를 말한다.

 

4NF (제4정규형)
BCNF를 만족하고, 다치 종속성을 제거한 상태를 말한다.

 

5NF (제5정규형)
제4정규형을 만족하고, 모든 조인 종속이 후보 키를 통해서만 만족되는 상태를 말한다.

 

 

정규화 주의사항

1. 과도한 정규화: 정규화를 과도하게 진행하면 데이터베이스의 구조가 지나치게 복잡해질 수 있다. 이는 쿼리의 성능을 저하시키고, 개발 및 유지보수의 어려움을 증가시킬 수 있다. 때로는 성능을 위해 약간의 중복을 허용하는 비정규화(denormalization)가 필요할 수 있다.
2. 성능 저하: 정규화는 중복을 줄이고 무결성을 유지하는 데 도움이 되지만, 조인(join) 연산이 많아지게 하여 쿼리 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 특히 대용량 데이터를 다루는 시스템에서는 주의가 필요하다.
3. 무결성 제약조건 관리: 정규화 과정에서 다양한 제약조건들(기본 키, 외래 키 제약조건 등)이 추가된다. 이러한 제약조건들은 데이터 무결성을 유지하는 데 필수적이지만, 동시에 데이터베이스의 복잡성을 증가시키고, 데이터 삽입, 수정, 삭제 시 성능 저하를 일으킬 수 있다.
4. 응용 프로그램의 복잡성 증가: 정규화된 데이터베이스는 구조가 복잡해질 수 있으며, 이로 인해 응용 프로그램에서 데이터를 처리하는 로직도 복잡해질 수 있다. 개발자는 데이터를 쉽게 조회하고 조작하기 위해 추가적인 노력을 기울여야 할 수도 있다.
5. 밸런스 유지: 정규화와 성능 사이의 적절한 밸런스를 찾는 것이 중요하다. 데이터베이스의 목적과 사용 사례에 따라 적절한 정규형 단계를 결정해야 한다. 예를 들어, 트랜잭션이 많고 빠른 응답 시간이 중요한 온라인 트랜잭션 처리(OLTP) 시스템에서는 정규화가 더 중요할 수 있다. 반면, 대량의 데이터를 분석하는 온라인 분석 처리(OLAP) 시스템에서는 비정규화가 성능 향상에 도움이 될 수 있다.