릴레이션 분해(Decomposition)는 데이터베이스 설계에서 큰 테이블을 여러 개의 작은 테이블로 나누는 과정입니다. 이 과정은 데이터 중복을 줄이고 무결성을 보장하며, 데이터베이스의 성능을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 릴레이션 분해는 정규화의 중요한 부분으로, 데이터베이스가 여러 정규형을 만족하도록 보장합니다.
릴레이션 분해의 주요 목적
- 데이터 중복 감소: 데이터를 반복 저장하는 것을 방지하여 저장 공간을 절약하고 데이터 일관성을 유지합니다.
- 데이터 무결성 유지: 데이터의 정확성과 일관성을 보장합니다.
- 갱신 이상 방지: 데이터 삽입, 삭제, 갱신 시 발생할 수 있는 문제를 예방합니다.
- 쿼리 성능 향상: 적절한 분해를 통해 쿼리 성능을 향상시킬 수 있습니다.
릴레이션 분해 과정
릴레이션 분해는 다음과 같은 절차를 통해 이루어집니다:
- 정규형 만족 확인: 현재 릴레이션이 만족하지 않는 정규형을 확인하고, 이를 해결하기 위해 분해를 수행합니다.
- 분해 방법 선택: 분해 방법에는 주로 두 가지가 있습니다: 상실성 없는 분해(Lossless Decomposition)와 의존성 보존 분해(Dependency Preserving Decomposition).
- 분해 실행: 선택한 방법에 따라 릴레이션을 분해하여 새로운 릴레이션들을 생성합니다.
분해 방법
- 상실성 없는 분해 (Lossless Decomposition)
정의: 분해 후 조인(Join) 연산을 통해 원래의 릴레이션을 완벽하게 복원할 수 있는 분해입니다. 즉, 분해된 테이블들을 조인하여 원래의 테이블과 동일한 정보를 얻을 수 있어야 합니다.
조건:
- 상실성 없는 분해를 보장하기 위해서는 **상실성 없는 조인 속성(Lossless Join Property)**을 만족해야 합니다.
예시:
- 원래 릴레이션: R(A, B, C, D)
- 함수 종속성: A -> B, B -> C, C -> D
- 분해된 릴레이션:
-
sql코드 복사R1(A, B) R2(B, C) R3(C, D)
- 상실성 없는 조인:
- R1과 R2를 조인하고, 결과와 R3를 조인하여 원래의 릴레이션 R을 복원할 수 있어야 합니다.
- 의존성 보존 분해 (Dependency Preserving Decomposition)
정의: 분해 후에도 원래 릴레이션의 모든 함수 종속성(Functional Dependencies)을 각 분해된 릴레이션에서 표현할 수 있는 분해입니다.
조건:
- 분해된 릴레이션에서 모든 함수 종속성을 유지할 수 있어야 합니다.
예시:
- 원래 릴레이션: R(A, B, C, D)
- 함수 종속성: A -> B, B -> C, C -> D
- 의존성 보존된 분해:이 분해에서는 각 릴레이션에서 원래의 함수 종속성을 유지할 수 있습니다.
-
sql코드 복사R1(A, B) R2(B, C) R3(C, D)
릴레이션 분해의 절차
- 정규형 검토: 릴레이션이 현재 어떤 정규형을 만족하는지 평가합니다.
- 함수 종속성 분석: 릴레이션의 함수 종속성을 분석하여 필요에 따라 분해할 속성을 식별합니다.
- 분해 수행: 상실성 없는 분해와 의존성 보존 분해를 고려하여 릴레이션을 분해합니다.
- 검증: 분해된 릴레이션이 상실성 없는 조인과 의존성 보존을 만족하는지 검토합니다.
예시: 학생과 수업의 분해
원래 릴레이션:
- 학생_수업(학생ID, 수업ID, 교수명)
함수 종속성:
- 학생ID, 수업ID -> 교수명
- 수업ID -> 교수명 (하나의 수업은 항상 같은 교수에게 맡겨짐)
분해:
- 첫 번째 분해:
- 학생_수업1(학생ID, 수업ID)
- 학생_수업2(수업ID, 교수명)
- 상실성 없는 조인 확인:
- 학생_수업1과 학생_수업2를 조인하여 원래의 릴레이션을 복원할 수 있습니다.
- 의존성 보존 검토:
- 각 분해된 릴레이션에서 원래의 함수 종속성이 보존됩니다.
결론
릴레이션 분해는 데이터베이스 설계에서 데이터 중복을 줄이고 무결성을 유지하기 위해 필수적인 과정입니다. 상실성 없는 분해와 의존성 보존 분해를 통해 데이터베이스를 효율적으로 관리할 수 있으며, 이를 통해 데이터베이스의 성능과 신뢰성을 높일 수 있습니다.