이상 현상, 정규화 - 면접 대비

2024.01.03 일자로 진행 예정인 면접 스터디 준비의 일환으로, 배정된 파트인 이상 현상, 정규화에 대한 정리 후에 이를 토대로 도출해볼만한 질문들을 작성하겠습니다.

이상 현상

이상 현상이란 잘못된 테이블 설계로 인해 발생할 수 있는 테이블 레벨의 문제점들을 의미한다. 이상 현상에서는 삽입 이상, 수정 이상, 삭제 이상이 존재한다. 이상 현상을 해결하기 위해, 정규화라는 개념이 존재한다.

이상 현상들을 설명하기 위해 예시로 아래 테이블이 존재한다고 가정하자.

이 때 잘못된 테이블 설계로 인해 학과 테이블이 따로 존재하지 않는 상황으로 가정하자.

학번(PK)	이름	학과	학과 사무실
xxxxxxx	김철수	컴퓨터 공학과	공과 대학 401호
xxxxxxx	홍길동	수학과	자연 대학 201호
xxxxxxx	바이든	수학과	자연 대학 201호

삽입 이상

삽입 이상이란 하나의 테이블 내 다양한 개념이 혼재하고 있는 탓에 신규 데이터를 정상적으로 추가하지 못하는 상황을 의미한다.

위 예시 테이블에서 신규 학과가 추가로 개설되어 이를 DB에 반영하고자 할 때 과연 데이터를 추가할 수 있을까?

현재 구성 상 학번이 PK로 되어 있기 때문에 신규 학과에 학생이 추가되지 않는 한 데이터를 추가할 수 없는 상황이다.

이러한 상황을 삽입 이상이라고 한다.

삭제 이상

삭제 이상이란 특정 정보를 삭제하는 상황에서 원치않는 정보까지 함께 삭제되는 상황을 의미한다.

위 예시 테이블에서 김철수 레코드를 삭제해야하는 상황이 왔을 때,

테이블 내 유일하게 존재하던 컴퓨터 공학과 학생이 삭제되는 것이기 때문에 의도치 않게 컴퓨터 공학과 관련된 정보도 전부 삭제되는 상황이 된다. 

이러한 상황을 삭제 이상이라고 한다.

갱신 이상

수정 이상이란 중복된 데이터 중 일부만 수정되어 데이터의 모순이 발생하는 상황을 의미한다.

위 예시 테이블에서 수학과의 학과 사무실이 이사를 하는 상황이라 업데이트를 해야할 때 수학과에 다니는 모든 학생들에 대해 일일이 업데이트를 해줄 필요가 있다. 

이러한 상황에서 데이터가 많다면 해당 작업은 굉장히 많은 처리를 진행해야 하는 비효율에 빠지게 되고 또한 하나라도 누락될 경우 데이터 상의 모순이 발생할 수 있다.

이러한 상황을 갱신 이상이라고 한다.

 

정규화

정규화란 테이블 내 발생하는 각종 이상 현상을 해결하고, 향후의 유지보수성을 위해 각 테이블이 하나의 의미 단위만을 갖도록 더 작은 단위의 테이블로 작게 쪼개는 작업을 의미한다.

정규화에는 다양한 정규화 레벨이 존재한다.

제 1 정규형

• 테이블의 각 칼럼이 원자 값(Atomic Value)을 갖도록 테이블 분해 (1:N 관계로 쪼갤 수 있음)

제 2 정규형

• 제 1 정규형을 만족
• 테이블 내 PK를 제외한 다른 칼럼들이 PK에 대해 완전 함수 종속이 되도록 테이블 분해
  • 함수 종속: X가 결정될 경우 저절로 Y도 결정되는 관계를 함수 종속이라고 표현 (X -> Y)
  • 완전 함수 종속: X의 부분 집합이 Y를 결정해서는 안되며, 오로지 하나의 전체 X가 Y를 결정하는 상황

제 3 정규형

• 제 2 정규형을 만족
• 테이블 내 PK를 제외한 다른 칼럼들이 PK에 대해 이행적 함수 종속 관계를 갖지 않도록 테이블 분해
  • 이행적 함수 종속: X -> Y, Y -> Z 일 때 논리적으로 X -> Z를 만족하게 되는데 이를 이행적 함수 종속이라고 표현

Boyce-codd 정규형 (BCNF)

• 제 3 정규형을 만족
• 테이블 내 결정자로 존재하면서 동시에 후보키가 아닌 칼럼을 분해
  • 결정자: X -> Y 관계에서 X를 의미

 

면접 예상 질문

1. 이상 현상의 종류는 무엇이 있는지 이야기하고, 이 중 하나에 대해 예시를 들어 설명해주세요.

2. 정규화가 무엇인지 설명하고, 왜 정규화가 필요한지 설명해주세요.

3. 정규화의 단계에 대해 아는대로 설명해주세요.

4. 역정규화란 무엇인지 설명해주세요.

4-1. 테이블 간 Join을 사용할 경우 느리다고 답변을 주셨는데, 답변에 대한 객관적인 근거를 들어줄 수 있는지?