이상현상
이상현상(anomaly)이란 테이블에 튜플을 삽입할 때 부득이하게 NULL 값이 입력되거나 삭제 시 연쇄삭제 현상이 발생하거나, 수정 시 데이터의 일관성이 훼손되는 현상을 말한다
1. 삭제이상
삭제이상이란 튜플 삭제 시 같이 저장된 다른 정보까지 연쇄적으로 삭제되는 현상이다.
→ 연쇄삭제(triggered deletion) 문제 발생
2. 삽입이상
삽입이상이란 튜플 삽입 시 특정 속성에 해당하는 값이 없어 NULL 값을 입력해야 하는 현상이다.
3. 수정이상
수정이상이란 튜플 수정 시 중복된 데이터의 일부만 수정되어 데이터의 불일치 문제가 일어나는 현상이다
정규화
이상현상이 발생하는 테이블을 수정하여 정상으로 만드는 과정을 정규화라고 한다.
함수 종속성
정규화를 위해서는 기본키와 함수 종속성에 대해 알아야 할 필요가 있다.
- 어떤 속성 A의 값을 알면 다른 속성 B의 값이 유일하게 정해지는 의존 관계를
- ‘속성 B는 속성 A에 종속한다’
- ‘속성 A는 속성 B를 결정한다’ 라고한다
- 이런 관계를 ‘A → B’로 표기하며 A는 B의 결정자라고 한다.
Example
학생번호 -> 학생이름
학생번호 -> 주소
강좌이름 -> 강의실
학과 -> 학과사무실위 예시들은 종속관계에 있는 예시이다.
학번을 알면 학생이름을 바로 알 수 있고,
학번를 알면 주소를 바로 알 수 있다.반대로 종속하지 않는 예는 다음과 같다
학생이름 -> 강좌이름
학과 -> 학생번호한 학생이 여러개의 강좌를 들을 수 있고,
한 학과는 여러명의 학생을 가지고 있기에
종속하지 않는다.다음 예시는 종속하는 것처럼 보이지만 종속하지 않는다
학생이름 -> 학과
동명이인이 존재할 수 있기에 함수 종속성 존재하지 않는다
정규형의 기본 원칙
- 자료의 중복성 감소
- 독립적인 관계는 별개의 릴레이션으로 표현
- 각각의 릴레이션은 독립적 표현이 가능해야함
1. 제 1정규형
제 1정규형은 릴레이션(테이블)의 속성 값이 원자값이어야 한다는 것이다.
즉, 하나의 속성값만 가져야 한다.
배열 등 불가
2. 제 2정규형
제 2정규형은 릴레이션의 기본키가 복합키일 때, 복합키의 일부분이 다른 속성의 결정자인지 여부를 판단하는 것이다.
즉 기본키가 복합키일 때 기본키의 일부인 속성이 다른 속성을 결정하는 역할을 하면 안된다는 것이다. ( 부분 함수 종속성 제거 )
| 수강강좌 | |||
|---|---|---|---|
| 학생번호 | 강좌이름 | 강의실 | 성적 |
| 501 | 데이터베이스 | 공학관 110 | 3.5 |
| 401 | 데이터베이스 | 공학관 110 | 4.0 |
| 402 | 스포츠경영학 | 체육관 103 | 3.5 |
| 502 | 자료구조 | 공학관 111 | 4.0 |
| 501 | 자료구조 | 공학관 111 | 3.5 |
기본키는 (학생번호, 강좌이름)이며, 기본키의 일부인 강좌이름 속성이 강의실을 결정하는 ‘강좌이름 → 강의실’ 종속관계를 가지고 있다.
발생하는 이상현상
- 삭제이상 : 402번 학생이 수강을 취소하면 스포츠 경영학 과목의 강의실에 대한 정보가 사라짐
- 삽입이상 : 컴퓨터입문 과목이 개설되어 공학관 112호를 사용하게 되더라도 신청한 학생이 없기에, 학생번호와 성적으로 NULL을 삽입해야 하는 문제가 발생
- 수정이상 : 데이터베이스 강의실을 공학관 113호로 변경할 경우 데이터 불일치 발생 가능성 있음
따라서 종속관계를 가지고 있는 강좌이름과 강의실을 분해하면 해결된다.
| 수강 | ||
|---|---|---|
| 학생번호 | 강좌이름 | 성적 |
| 501 | 데이터베이스 | 3.5 |
| 401 | 데이터베이스 | 4.0 |
| 402 | 스포츠경영학 | 3.5 |
| 502 | 자료구조 | 4.0 |
| 501 | 자료구조 | 3.5 |
| 강의실 | |
|---|---|
| 강좌이름 | 강의실 |
| 데이터베이스 | 공학관 110 |
| 스포츠경영학 | 체육관 103 |
| 자료구조 | 공학관 111 |
이런식으로 분해하면 이상현상들이 사라진다.
제 3정규형
제 3정규형은 속성들이 이행적으로 종속되어 있는지 여부를 판단하는 것이다.
이행적 종속이란 A→B, B→C 일 때, A→C인 경우이다
제 3정규형은 이러한 이행적 종속 관계를 제거하는 것이다.
계절학기이므로, 한 학생당 한 강좌만 신청 가능하다고 가정
| 계절학기 | ||
|---|---|---|
| 학생번호 | 강좌이름 | 수강료 |
| 501 | 데이터베이스 | 20000 |
| 401 | 데이터베이스 | 20000 |
| 402 | 스포츠경영학 | 15000 |
| 502 | 자료구조 | 25000 |
| 강의실 | |
|---|---|
| 강좌이름 | 강의실 |
| 데이터베이스 | 공학관 110 |
| 스포츠경영학 | 체육관 103 |
| 자료구조 | 공학관 111 |
학생번호 → 강좌이름 → 수강료, 즉, 학생번호로 → 수강료를 결정하는 종속관계로 인해 이상현상 발생
발생하는 이상현상
- 삭제이상 : 402번 학생이 수강을 취소하면 스포츠 경영학 과목의 강의실에 대한 정보가 사라짐
- 삽입이상 : 컴퓨터입문 과목이 개설되어 수강료를 삽입해야하는데 신청한 학생이 없기에, 학생번호를 NULL을 삽입해야 하는 문제가 발생
- 수정이상 : 데이터베이스 수강료를 15000원으로 변경할 경우 데이터 불일치 발생 가능성 있음
학생번호 → 강좌이름, 강좌이름 → 수강료로 테이블 분리하면 이상현상들이 해결된다
| 계절학기 | |
|---|---|
| 학생번호 | 강좌이름 |
| 501 | 데이터베이스 |
| 401 | 데이터베이스 |
| 402 | 스포츠경영학 |
| 502 | 자료구조 |
| 수강료 | |
|---|---|
| 강좌이름 | 수강료 |
| 데이터베이스 | 20000 |
| 스포츠경영학 | 15000 |
| 자료구조 | 25000 |
BCNF
릴레이션(테이블)에 존재하는 함수 종속성에서 모든 결정자가 후보키이면 BCNF 정규형이다.
결정자이면서 후보키가 아닌 속성이 존재하면 이상현상이 발생한다
한 학생은 한 개 이상의 특강 신청 가능하고, 교수는 한 특강만 담당한다고 가정
| 특강수강 | ||
|---|---|---|
| 학생번호 | 특강이름 | 교수 |
| 501 | 소셜네트워크 | 김교수 |
| 401 | 소셜네트워크 | 김교수 |
| 402 | 인간과 동물 | 승교수 |
| 502 | 창업전략 | 박교수 |
| 501 | 창업전략 | 홍교수 |
발생하는 이상현상
- 삭제이상 : 402번 학생이 수강을 취소하면 인간과 동물 특강을 담당하는 교수 정보가 사라짐
- 삽입이상 : 최교수가 취업특강을 새로 맡았는데, 아직 신청한 학생이 없어 학생번호를 NULL 값으로 삽입해야 하는 문제 발생
- 수정이상 : 김교수의 특강 이름 변경시 데이터 불일치 발생 가능성 존재
(학생번호, 특강이름) → 교수
교수 → 특강이름 관계가 성립하는데,
이때 교수는 결정자이지만 후보키는 아니므로 이상현상이 발생한다.
| 특강수강 | |
|---|---|
| 학생번호 | 교수 |
| 501 | 김교수 |
| 401 | 김교수 |
| 402 | 승교수 |
| 502 | 박교수 |
| 501 | 홍교수 |
| 특강교수 | |
|---|---|
| 특강이름 | 교수 |
| 소셜네트워크 | 김교수 |
| 인간과 동물 | 승교수 |
| 창업전략 | 박교수 |
| 창업전략 | 홍교수 |
위와 같이 분리하게 되면 이상현상들이 해결된다.
제 4, 5정규형까지 존재하지만, 대부분은 BCNF까지 정규화하면 실제적인 이상현상은 거의 없어지므로, 보통 BCNF까지 정규화를 진행한다.
예상 질문
정규화가 무엇인가요?
- 정규화를 하지 않을 경우, 발생할 수 있는 이상현상에 대해 설명해 주세요.
- 각 정규화에 대해, 그 정규화가 진행되기 전/후의 테이블의 변화에 대해 설명해 주세요.
- 정규화가 무조건 좋은가요? 그렇지 않다면, 어떤 상황에서 역정규화를 하는게 좋은지 설명해 주세요.
출처
- MySQL로 배우는 데이터베이스 개론과 실습
