ERD와 정규화 과정

ERD (Entity Relationship Diagram)

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데이터베이스를 구축할 때 가장 기초적인 뼈대 역할을 하는 릴레이션 간의 관계들을 정의한 것이다.

1. ERD의 중요성

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ERD는 시스템의 요구 사항을 기반으로 작성된다. 이를 기반으로 데이터베이스를 구축한다. 구축한 이후에도 디버깅 또는 비즈니스 프로세스 재설계가 필요한 경우에도 설계도 역할을 담당한다.
ERD는 관계형 구조로 표현할 수 있는 데이터를 구성하는 데 유용할 수 있다. 그러나 비정형 데이터를 충분히 표현할 수 없다는 단점이 있다.

• 비정형 데이터 : 비구조화 데이터
  • 미리 정의된 데이터 모델이 없거나, 미리 정의된 방식으로 정리되지 않은 정보

2. 정규화 과정

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릴레이션 간의 잘못된 종속 관계로 인해 데이터베이스 이상 현상이 일어나서 이를 해결하거나, 저장 공간을 효율적으로 사용하기 위해 릴레이션을 여러 개로 분리하는 과정

• 정규형 원칙을 기반으로 정규형을 만들어가는 과정
• 정규화된 정보는 정규형(NF, Normal Form)으로 표현

종류

• 기본 정규형 : 제1정규형, 제2정규형,제3정규형, 보이스/코드 정규형
• 고급 정규형 : 제4정규형, 제5정규형

데이터베이스 이상 현상

: 회원이 한 개의 등급을 가져야 하는데 세 개의 등급을 갖거나 삭제할 때 필요한 데이터가 같이 삭제되고, 데이터를 삽입해야 하는데 하나의 필드 값이 NULL이 되면 안 되어서 삽입하기 어려운 현상

정규형 원칙

• 같은 의미를 표현하는 릴레이션이지만 좀 더 좋은 구조로 만들어야 한다.
• 자료의 중복성은 감소해야 한다.
• 독립적인 관계는 별개의 릴레이션으로 표현해야 한다.
• 각각의 릴레이션은 독립적인 표현이 가능해야 한다.

제1정규형

릴레이션의 모든 도메인이 더 이상 분해될 수 없는 원자 값(atomic value)만으로 구성되어야 한다.
릴레이션의 속성 값 중에서 한 개의 기본키에 대해 두 개 이상의 값을 가지는 반복 집합이 있어서는 안 된다.
만약에 반복 집합이 있다면 제거해야 한다.

제2정규형

릴레이션이 제1정규형이며, 부분 함수의 종속성을 제거한 형태
릴레이션을 분해할 때 동등한 릴레이션으로 분해해야 한다.
정보 손실이 발생하지 않는 무손실 분해로 분해되어야 한다.

부분 함수의 종속성 제거
: 기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에 완전 함수 종속적인 것

제3정규형

제2정규형이고 기본키가 아닌 모든 속성이 이행적 함수 종속을 만족하지 않는 상태

이행적 함수 종속 (transitive FD)
: A -> B와 B -> C가 존재하면 논리적으로 A -> C가 성립하는데, 이때 집합 C가 집합 A에 이행적으로 함수 종속이 되었다고 한다.

보이스/코드 정규형(BCNF)

제3정규형이고, 결정자가 후보키가 아닌 함수 종속 관계를 제거하여 릴레이션의 함수 종속 관계에서 모든 결정자가 후보키인 상태

결정자
: 함수 종속 관계에서 특정 종속자(dependent)를 결정짓는 요소
'X->Y'일 때 X는 결정자, Y는 종속자

• 정규형 과정을 거쳐 테이블을 나눈다 해서 성능이 100% 좋아지는 것은 아니다. 성능이 좋아질 수도 나빠질 수도 있다. 테이블을 나누게 되면 어떠한 쿼리는 조인을 해야 하는 경우도 발생해서 오히려 느려질 수도 있기 때문에 서비스에 따라 정규화 또는 비정규화 과정을 진행해야 한다.