DB 설계의 핵심원칙 및 전체 과정

DB 설계의 핵심 원칙 및 전체 과정

DB 설계의 핵심은 '중복 없애기'이다.

• 정의:
  데이터베이스 설계의 가장 중요한 원칙은 중복된 데이터를 제거하여 데이터 무결성을 유지하고, 저장소와 성능을 최적화하는 것입니다. 이를 위해 정규화를 비롯한 다양한 설계 기법을 사용합니다.

• 중복이 문제를 일으키는 이유:

  1. 데이터 무결성 훼손:
     • 동일한 데이터가 여러 곳에 저장되면, 업데이트할 때 모든 복사본을 수정해야 하므로 실수로 일부만 수정되는 경우 데이터가 불일치 상태에 빠질 수 있습니다.
  2. 스토리지 낭비:
     • 중복된 데이터를 저장하면 저장 공간이 불필요하게 낭비됩니다.
  3. 성능 저하:
     • 중복된 데이터를 처리하는 데 더 많은 시간이 소요되어 쿼리 성능이 저하됩니다.

• 해결 방법:
  정규화(Normalization)를 통해 중복을 최소화하고, 테이블을 효율적으로 설계합니다.

---

예시 케이스

중복된 설계의 문제

• 비효율적인 테이블 설계:
  Orders 테이블:

  OrderID	CustomerName	CustomerEmail	ProductName	Quantity
  101	Alice	alice@email.com	Laptop	1
  102	Alice	alice@email.com	Mouse	2
  103	Bob	bob@email.com	Keyboard	1

중복 제거를 위한 개선된 설계

• 정규화를 적용한 설계

1. Customers 테이블
   고객 정보를 별도로 관리하여 중복을 제거합니다.

   Customers 테이블:

   CustomerID	CustomerName	CustomerEmail
   1	Alice	alice@email.com
   2	Bob	bob@email.com

2. Orders 테이블
   주문 정보는 고객 ID를 참조하여 고객 정보와 연결합니다.

   OrderID	CustomerID	ProductName	Quantity
   101	1	Laptop	1
   102	1	Mouse	2
   103	2	Keyboard	1

정규화(Normalization)란?

• 정의:
  정규화(Normalization)는 데이터베이스 설계 과정에서 중복 데이터를 최소화하고, 데이터 무결성을 보장하기 위해 데이터를 체계적으로 분리하는 작업입니다. 이를 통해 효율적인 데이터 저장 및 관리가 가능하며, 데이터의 일관성과 정확성을 유지할 수 있습니다.

---

정규화의 목적

1. 중복 제거: 데이터의 반복 저장을 방지하여 저장 공간을 절약합니다.
2. 데이터 무결성 보장: 중복된 데이터로 인한 불일치나 오류를 최소화합니다.
3. 유지보수 용이: 데이터 수정 시, 하나의 테이블만 변경하면 되므로 작업이 간편해집니다.
4. 쿼리 성능 향상: 정규화된 데이터는 관계형 데이터베이스의 특성을 활용해 효율적으로 처리됩니다.

---

정규화의 단계

1. 제1정규형(1NF)

   • 테이블의 각 열이 원자값(Atomic Value)만 가지도록 분리합니다.
   • 예: 전화번호 열에 여러 개의 전화번호를 저장하지 않고, 각각의 전화번호를 별도의 행으로 분리합니다.

   예시:

   CustomerID	PhoneNumbers
   1	123-456-7890, 987-654-3210

   1NF 변환 후:

   CustomerID	PhoneNumber
   1	123-456-7890
   1	987-654-3210

2. 제2정규형(2NF)

   • 1NF를 만족하며, 기본키의 일부가 아닌 전체에 종속된 속성만을 포함하도록 분리합니다.
   • 예: 주문 테이블에서 ProductName이 OrderID와만 관련된 경우, 이를 별도로 분리.

   예시:

   OrderID	ProductName	Quantity	CustomerName

   2NF 변환 후:

   • Orders 테이블:

     OrderID	ProductID	Quantity
     101	1	1
     102	2	2

   • Products 테이블:

     ProductID	ProductName
     1	Laptop
     2	Mouse

3. 제3정규형(3NF)

   • 2NF를 만족하며, 비키 속성이 다른 비키 속성에 종속되지 않도록 분리합니다.
   • 예: CustomerName이 CustomerID에만 종속될 경우, 이를 분리.

   예시:

   • Orders 테이블:

     OrderID	CustomerID	ProductID	Quantity

   • Customers 테이블:

     CustomerID	CustomerName

---

정규화의 장점

• 중복 데이터를 줄여 저장 공간 절약.
• 데이터 변경 및 삭제 시, 일관성과 무결성 유지.
• 데이터베이스 성능 최적화.

---

정규화의 단점

• 지나치게 세분화된 테이블은 쿼리가 복잡해질 수 있음.
• 조인 연산이 많아질 경우, 성능이 저하될 가능성 있음.

---

면접용 답변

RDBMS에서 데이터 모델링을 할 때는 정규화를 통해 데이터 중복을 최소화할 수 있게 설계해야 합니다. 그래야 삽입 이상, 수정 이상, 삭제 이상과 같은 이상현상을 방지할 수 있으며 데이터 무결성을 지킬 수 있습니다.

결론

정규화는 데이터베이스 설계에서 필수적인 과정으로, 중복 제거와 데이터 무결성을 보장합니다. 그러나 성능 요구에 따라 적절한 수준에서 정규화를 적용해야 하며, 경우에 따라 비정규화를 고려할 수도 있습니다.

DB 설계 전체 과정

1. 저장해야 하는 데이터 파악하기

• 정의:
  데이터베이스 설계의 첫 번째 단계는 저장해야 할 데이터를 정의하고 그 구조를 이해하는 것입니다. 이는 시스템에서 요구하는 모든 데이터를 분석하여 목록화하는 작업입니다.

• 방법:

  1. 요구사항 분석:
     • 시스템에서 어떤 데이터를 관리해야 하는지 도출합니다.
     • 예: 사용자 정보, 주문 내역, 상품 데이터 등.
  2. 데이터 속성 파악:
     • 각 데이터가 어떤 속성을 가지는지 정의합니다.
     • 예: 사용자 정보는 이름, 이메일, 전화번호 등의 속성을 가질 수 있습니다.
  3. 데이터 관계 정의:
     • 데이터 간의 관계(1:1, 1:N, N:M)를 파악합니다.
     • 예: 한 사용자가 여러 주문을 할 수 있는 관계.

• 예시:

  • 사용자 정보:
    • 속성: UserID, Name, Email, PhoneNumber
  • 주문 정보:
    • 속성: OrderID, UserID, OrderDate, TotalAmount

---

2. 그룹핑해서 분류하기

• 정의:
  저장할 데이터를 그룹핑하여 테이블로 분류하는 단계입니다. 이는 유사한 속성을 가진 데이터를 하나의 테이블로 묶고, 테이블 간의 관계를 정의하는 작업입니다.

• 방법:

  1. 속성 기반 분류:
     • 속성이 비슷한 데이터끼리 묶어서 테이블로 만듭니다.
     • 예: 사용자 정보는 users 테이블, 주문 정보는 orders 테이블로 분리.
  2. 관계 정의:
     • 테이블 간의 관계를 식별하여 외래키(Foreign Key)로 연결합니다.
     • 예: orders 테이블의 UserID는 users 테이블의 UserID를 참조.
  3. 정규화 적용:
     • 데이터를 중복 없이 관리하기 위해 정규화를 적용하여 테이블 구조를 세분화합니다.

• 예시:

  • 분류된 테이블:

    • users 테이블:

      UserID	Name	Email	PhoneNumber
      1	Alice	alice@email.com	123-456-7890
      2	Bob	bob@email.com	987-654-3210

    • orders 테이블:

      OrderID	UserID	OrderDate	TotalAmount
      101	1	2024-01-01	150.00
      102	2	2024-01-02	200.00

• 결과:
  데이터를 테이블로 분리하여 중복을 최소화하고, 테이블 간의 관계를 명확히 정의합니다.