[SQL자격검정실전문제] 2. 데이터 모델과 SQL - 데이터베이스 정규화란?

 

1. 데이터 정규화 (Normalization)

데이터 정규화는 '데이터 중복을 제거하여 이상 현상(Anomaly)을 방지하고, 데이터를 구조적으로 쪼개는 과정'입니다. 실무에서는 보통 제3정규화 혹은 BCNF까지를 필수로 진행합니다.

종류	설명	핵심 암기 문구
1NF	원자값을 가진다.	한 칸에 하나씩! (원자화)
2NF	부분 종속 제거 (완전 함수 만족)	기본키 전체에만 매달려!
3NF	이행 종속 제거	주인(PK) 아닌 애들끼리 친하지 마!
BCNF	결정자는 무조건 후보키	결정자는 무조건 후보키여야 해!
4NF	다치 종속 제거	상관없는 여러 값들을 한데 묶지 마!
5NF	조인 종속 제거	조인했을 때 이상 없게 다 쪼개!

1.1 정규화를 하는 이유 (이상 현상 방지)

정규화를 하지 않아 데이터가 한 곳에 뭉치면 세 가지 ‘이상 현상[Anomaly]’이 발생합니다.

• 삽입 이상: 데이터를 넣고 싶은데 불필요한 정보까지 함께 넣어야 함.
  → 예: 학생을 등록하는데 아직 수강 신청을 안 해서 등록 불가
• 삭제 이상: 정보 하나를 지웠는데 보존해야 할 다른 정보까지 지워짐.
  → 예: 수강 취소를 했더니 학생 신상 정보까지 삭제
• 갱신 이상: 중복된 데이터 중 일부만 수정되어 데이터 간 불일치 발생.
  → 예: 학과명이 바뀌었는데 일부 학생 레코드에서만 수정

1NF

1.2 제 1 정규화 (1NF)

‘모든 속성은 원자값을 가져야 한다.’는 조건입니다. (다중값 제거) 즉, 한 속성에 여러 값이 들어있으면 안 됩니다.

[수정 전]

학번	이름	수강과목
101	김철수	Java, SQL

[수정 후]

학번	이름	수강과목
101	김철수	Java
101	김철수	SQL

2NF

1.3 제 2 정규화 (2NF)

제 2 정규화에서는 부분 함수 종속성을 제거해야 합니다. (= 완전 함수 종속을 만족해야 함)
즉, 기본키의 부분집합이 결정자가 되면 안 되며, 일반 속성은 주식별자 전체에 종속이어야 합니다.

[수정 전] (기본키: 학번, 과목코드)

학번	과목코드	성적	학과명
101	CS01	A	컴퓨터공학

※ ‘학과명’은 ‘학번’에 의해서만 결정됩니다. (부분 종속 발생)

[수정 후]

• 학생 테이블: [학번, 학과명]
• 성적 테이블: [학번, 과목코드, 성적]

3NF

1.4 제 3 정규화 (3NF)

이행 함수 종속을 제거해야 합니다.
이행 함수 종속이란 A → B 이고, B → C 일 때 A → C 관계를 만족하는 것을 말합니다.

[수정 전] (기본키: 학번)

학번	학과	학과실 위치
101	컴퓨터공학	공학관 1층

※ 학번 → 학과, 학과 → 위치 관계로 이행 함수 종속이 성립합니다.

[수정 후]

• 학생-학과 테이블: [학번, 학과]
• 학과-위치 테이블: [학과, 학과실 위치]

BCNF

1.5 BCNF (Boyce-Codd Normal Form)

모든 결정자는 후보키여야 한다는 원칙입니다.

[수정 전] (기본키: 학번 + 과목명)

학번	과목명	교수명
101	데이터베이스	이교수
102	데이터베이스	이교수

※ ‘교수명’이 ‘과목명’을 결정하지만 교수명은 후보키가 아닙니다.

[수정 후]

• 교수-과목 테이블: [교수명, 과목명]
• 수강-교수 테이블: [학번, 교수명]

1.6 제 4 정규화 (4NF)

다치 종속(Multi-valued Dependency)을 제거합니다. A 속성 하나에 B 속성이 여러 개이고, C 속성이 여러 개일 수 있는데 B와 C는 독립인 경우(A→→B, A→→C) 발생합니다.

[수정 전]

교수명	전공	취미
김교수	DB	테니스
김교수	OS	수영

[수정 후] 교수-전공[교수명, 전공], 교수-취미[교수명, 취미]로 분리

1.7 제 5 정규화 (5NF)

조인 종속(Join Dependency)을 제거합니다. 4NF 이후 테이블을 조인했을 때 원래 데이터가 복구되지 않거나 불필요한 중복이 생기는 경우를 방지하기 위해 더 잘게 쪼개는 단계입니다. (실무에선 매우 드묾)

1.8 핵심 문제 정리

• 정규화는 ‘논리 데이터 모델’의 일관성을 확보하고 속성들을 가장 적절한 엔터티에 배치시킨다.
• 제 1 정규형은 모든 인스턴스가 반드시 하나의 값(원자값)을 가져야 함을 의미한다.
• 제 3 정규형을 만족하면 당연히 제 2 정규형(완전 함수 종속)도 만족하는 상태다.

[참고] NULL 관련 핵심 요약

• 집계 함수(SUM, AVG 등) 계산 시 NULL값은 제외된다. (0 처리 아님!)
• NULL 값에 어떤 숫자를 더하거나 연산해도 결과는 NULL이다.
• ‘NULL = NULL’의 비교 결과는 False 혹은 Unknown이다.
• NULL값과 숫자를 비교해도 결과는 항상 Unknown이다.