[Database] 정규화(1NF~BCNF) 개념과 예시

정규화란?

데이터베이스 정규화는 데이터 구조를 체계적으로 나누어 중복을 줄이고, 이상 현상(삽입·수정·삭제 시 모순)을 방지하는 과정이다.
제대로 정규화된 스키마는

• 같은 정보가 여러 테이블에 중복 저장되는 것을 줄이고,
• 특정 컬럼만 수정해도 전체 데이터가 일관되게 유지되며,
• 조회·변경 로직을 단순하게 만들어 유지보수를 쉽게 한다.

 

정규형의 의미와 기준

1. 제1정규형 (1NF)

모든 속성이 더 이상 쪼갤 수 없는 원자 값(Atomic Value) 만을 가지는 상태
한 칸에 여러 값을 넣지 않고, 반복 컬럼 없이 “표 형태”를 깔끔하게 만드는 것이 핵심이다.

2. 제2정규형 (2NF)

1NF를 만족한 상태에서, 복합키의 일부에만 의존하는 컬럼(부분함수종속) 을 제거한 상태
기본키가 여러 컬럼으로 이루어져 있다면, 모든 비키 컬럼은 그 전체 키에 의존해야 한다.

3. 제3정규형 (3NF)

2NF를 만족하면서, 기본키가 아닌 컬럼이 또 다른 기본키가 아닌 컬럼에 의존하지 않도록(이행함수종속 제거) 정리한 상태
“키가 아닌 값은 오직 키에만 의존한다”는 구조를 만드는 단계다.

4. BCNF (Boyce-Codd 정규형)

모든 함수 종속 X → Y 에 대해, X가 반드시 슈퍼키인 상태
3NF보다 더 엄격하게 “결정자=키” 원칙을 적용해, 애매한 종속 관계와 이상 현상을 최대한 제거한 형태

 

 

1. 제1정규형 (1NF)

1) 정규형 (정의)

“모든 속성이 더 이상 나눌 수 없는 원자 값(Atomic) 만 가지도록 만든 상태”

조건:

• 한 셀에 값 하나만
• 반복 컬럼 없음 (전화1, 전화2, 전화3… 이런 거 X)
• 레코드들이 동일한 컬럼 구조를 가짐

2) 정규화

• 반복되는 값 / 목록 컬럼을 분리해서 별도 테이블로 뺀다.
• 기본 키(PK)를 명확히 정한다.

3) 예시

(정규화 전) — 한 고객이 여러 전화번호를 한 칸에:

고객ID고객명전화번호

C001

김철수

010-1111-1111, 010-2222-2222

문제:

• 전화번호 검색/수정이 애매함 (“두 번째 번호만 바꾸기” 같은 경우)

(1NF 정규화 후) — 전화번호를 행 단위로:

고객

고객ID고객명

C001

김철수

고객전화

고객ID전화번호

C001	010-1111-1111
C001	010-2222-2222

 

2. 제2정규형 (2NF)

1) 정규형

“1NF이고, 기본키가 복합키일 때 부분함수종속이 없는 상태”

• 기본키가 (A, B) 같이 둘 이상일 때
• 다른 컬럼들이 A 또는 B 일부에만 의존하면 안 되고,
• 항상 (A, B) 전체에 의존해야 한다.

2) 정규화

• 복합키의 일부에만 의존하는 속성을 분리하여 새로운 테이블로 이동
• 의존 대상이 되는 속성 쪽에 PK를 두고, 원래 테이블은 FK로 참조

3) 예시

(정규화 전) — 주문 상세 테이블:

주문ID상품ID상품명단가수량

O001	P10	키보드	30	2
O001	P20	마우스	20	1

여기서 PK는 (주문ID, 상품ID)
그런데 상품명, 단가는 사실 상품ID에만 의존함 → 부분함수종속 → 2NF 위반

(2NF 정규화 후)

주문상세

주문ID상품ID수량

O001	P10	2
O001	P20	1

상품

상품ID상품명단가

P10	키보드	30
P20	마우스	20

효과:

• 상품 가격 변경 시 상품 테이블만 수정하면 됨.

 

3. 제3정규형 (3NF)

1) 정규형

“2NF이고, 기본키가 아닌 속성이 또 다른 기본키가 아닌 속성에 의존하지 않는 상태”

= 이행함수종속(키 → A → B) 제거.

2) 정규화

• “키가 아닌 컬럼 → 키가 아닌 컬럼” 의존 관계를 찾아서,
• 그 부분을 별도 테이블로 분리하고,
• 원래 테이블에서는 해당 키만 남기고 참조하도록 한다.

3) 예시

(정규화 전) — 고객 테이블:

고객ID고객명우편번호도시배송비구간

C001	김철수	06236	서울	A구간
C002	이영희	48058	부산	B구간

가정:

• 우편번호 → 도시
• 도시 → 배송비구간

즉 고객ID → 우편번호 → 도시 → 배송비구간
키 아닌 컬럼들끼리 의존 → 3NF 위반

(3NF 정규화 후)

고객

고객ID고객명우편번호

C001	김철수	06236
C002	이영희	48058

우편번호_지역

우편번호도시배송비구간

06236	서울	A구간
48058	부산	B구간

효과: 도시/배송 정책이 바뀌어도 지역 테이블만 수정

 

4. BCNF (Boyce-Codd 정규형)

BCNF(보이스-코드 정규형)

1) 정규형 (정의)

“모든 함수 종속 X → Y에 대해, X가 반드시 슈퍼키(Super Key)인 상태”

3NF보다 한 단계 더 엄격함.
주로 복합 키 + 여러 후보키가 얽혀 있을 때 문제를 잡아낸다.

2) 정규화

1. 함수 종속들을 정리한다. (업무 규칙 기반)
2. “좌변(X)이 슈퍼키가 아닌데도 종속 관계가 있는 경우”를 찾는다.
3. 그 종속을 기준으로 테이블을 분해:
   • 하나는 X를 키로 갖는 테이블
   • 다른 하나는 기존 키를 유지하는 테이블

3) 예시

상황 가정

• 한 과목은 한 명의 교수만 담당
• 한 교수는 특정 과목만 강의
• 어떤 시간대/강의실에는 하나의 (교수-과목)만 배정

(정규화 전) — 강의 배정 테이블:

교수과목강의실

김교수	DB	101
이교수	네트워크	101

업무 규칙:

• 교수 → 과목
• 과목 → 교수 (1:1 관계라고 가정)
• 실제로는 (교수, 강의실)이 키처럼 보이지만,
  교수 자체가 다른 속성을 결정할 수 있어 슈퍼키가 아닌 결정자 문제가 생김 → BCNF 위반

(BCNF 정규화 후)

교수과목

교수과목

김교수	DB
이교수	네트워크

강의배정

과목강의실

DB	101
네트워크	101

모든 함수 종속의 좌변이 각 테이블에서 슈퍼키가 되도록 분해