현재 작업공간은 읽기 전용이라 .pptx 파일을 직접 저장할 수 없습니다. 대신 PowerPoint에 바로 옮길 수 있도록 36장 분량의 슬라이드 원고와 슬라이드별 발표자 노트를 구성했습니다.

디자인 가이드

• 화면 비율: 16:9
• 색상: 네이비 #16324F, 청록 #2A9D8F, 오렌지 #F4A261, 연회색 #F5F7FA
• 글꼴: Noto Sans KR 또는 Pretendard
• 제목: 30~34pt
• 본문: 20~24pt
• 코드·함수 종속: 고정폭 글꼴 사용
• 모든 표와 도식은 PowerPoint 기본 도형·표로 제작하여 편집 가능하게 구성
• 하단에 단원명, 페이지 번호, “데이터베이스 개론” 표시

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슬라이드 구성안

1. 표지

관계형 데이터베이스 정규화
1NF에서 BCNF까지

• 데이터베이스 개론
• 한국공대 컴퓨터공학과 3학년
• 수강생 45명

시각 요소: 테이블 아이콘과 연결선 그래픽

발표자 노트:
이번 시간에는 관계형 데이터베이스의 정규화 원리를 이해하고, 수강신청 데이터를 1NF부터 BCNF까지 단계적으로 변환합니다.

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2. 학습 목표

수업 후 학생은 다음을 할 수 있다.

1. 정규화의 목적과 데이터 이상을 설명할 수 있다.
2. 함수 종속과 후보키를 식별할 수 있다.
3. 1NF, 2NF, 3NF, BCNF의 조건을 구분할 수 있다.
4. 수강신청 테이블을 단계별로 분해할 수 있다.
5. 분해 결과의 무손실성과 종속성 보존을 평가할 수 있다.

발표자 노트:
정규화 규칙을 암기하는 것보다, 함수 종속을 근거로 릴레이션을 설계하는 것이 핵심입니다.

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3. 오늘의 학습 경로

1. 정규화가 필요한 이유
2. 함수 종속과 키
3. 제1정규형
4. 제2정규형
5. 제3정규형
6. BCNF
7. 수강신청 사례 실습
8. 종합 문제와 요약

시각 요소: 단계형 로드맵

발표자 노트:
각 정규형은 이전 단계의 문제를 추가로 해결하는 방식으로 이해하면 됩니다.

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4. 정규화란 무엇인가

정규화(Normalization)

• 릴레이션의 구조를 체계적으로 분해하는 과정
• 데이터 중복을 줄임
• 삽입·삭제·갱신 이상을 방지
• 데이터 무결성을 향상
• 유지보수와 확장을 쉽게 함

핵심 질문:

“하나의 사실은 데이터베이스에 몇 번 저장되어야 하는가?”

발표자 노트:
정규화는 단순히 테이블을 많이 만드는 작업이 아니라, 데이터 간 의미 있는 종속 관계를 분리하는 작업입니다.

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5. 정규화하지 않은 테이블의 문제

예시: 수강신청 테이블

학번	과목코드	교수명	강의실	학점
2023001	DB101	김교수	공학관 301	3
2023002	DB101	김교수	공학관 301	3
2023003	DB101	김교수	공학관 301	3

문제:

• 같은 과목 정보가 반복 저장됨
• 교수명이나 강의실 변경 시 여러 행 수정 필요
• 학생이 없으면 과목 정보 저장이 어려움

발표자 노트:
현재 테이블은 수강 사실과 과목 정보를 하나의 릴레이션에 함께 저장하고 있습니다.

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6. 데이터 이상(Anomaly)

삽입 이상

수강생이 없으면 신규 과목 정보를 입력하기 어렵다.

삭제 이상

마지막 수강생을 삭제하면 과목 정보까지 사라질 수 있다.

갱신 이상

강의실 변경 시 동일 과목의 여러 행을 수정해야 한다.

시각 요소: 세 가지 이상을 아이콘 카드로 표현

발표자 노트:
이상은 데이터가 잘못 입력되는 문제라기보다, 설계 때문에 정상적인 업무가 불편하거나 위험해지는 문제입니다.

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7. 함수 종속

함수 종속 표기:

X → Y

의미:

• X의 값이 정해지면 Y의 값이 하나로 결정됨
• X: 결정자(Determinant)
• Y: 종속 속성(Dependent Attribute)

예시:

• 과목코드 → 교수명
• 과목코드 → 강의실
• 과목코드 → 학점
• 학번, 과목코드 → 수강정보

발표자 노트:
함수 종속은 속성 간의 업무 규칙을 표현합니다. 정규화는 결국 함수 종속을 올바른 테이블 구조로 바꾸는 과정입니다.

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8. 키와 후보키

슈퍼키

튜플을 유일하게 식별할 수 있는 속성 집합

후보키

최소성을 만족하는 슈퍼키

기본키

후보키 중 대표로 선택한 키

수강신청 예시:

후보키 = {학번, 과목코드}

발표자 노트:
후보키를 잘못 찾으면 부분 함수 종속과 정규형 판단도 모두 틀릴 수 있습니다.

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9. 정규형 판단 흐름

반복 그룹 또는 다중값 존재?
        ↓
       1NF
        ↓
부분 함수 종속 존재?
        ↓
       2NF
        ↓
이행적 함수 종속 존재?
        ↓
       3NF
        ↓
결정자가 후보키가 아닌가?
        ↓
      BCNF

발표자 노트:
각 정규형은 더 강한 제약 조건을 추가합니다. 일반적으로 BCNF가 3NF보다 엄격합니다.

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Unit 1. 제1정규형(1NF)

10. 1NF의 정의

릴레이션이 1NF를 만족하려면:

• 각 셀은 원자값을 가져야 함
• 하나의 셀에 여러 값을 저장하지 않음
• 반복 그룹을 제거함
• 각 행은 식별 가능해야 함

원자값 예시:

과목코드 = DB101

비원자값 예시:

과목코드 = DB101, AI201, OS301

발표자 노트:
원자성은 값이 더 이상 의미 있는 단위로 분해되지 않는다는 뜻이 아니라, 해당 릴레이션의 한 속성 안에 여러 값을 묶어 저장하지 않는다는 의미입니다.

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11. 1NF 위반 사례

학번	수강과목
2023001	DB101, OS201
2023002	DB101
2023003	AI301, DB101

문제:

• 특정 과목 수강생 검색이 복잡함
• 과목별 집계가 어려움
• 문자열 분리 작업 필요

1NF 변환:

학번	과목코드
2023001	DB101
2023001	OS201
2023002	DB101
2023003	AI301
2023003	DB101

발표자 노트:
반복되는 값을 여러 행으로 분리하면 각 셀에 하나의 값만 남습니다.

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12. 수강신청 테이블의 1NF 확인

학번	과목코드	교수명	강의실	학점
2023001	DB101	김교수	301호	3
2023002	DB101	김교수	301호	3
2023001	OS201	이교수	205호	3

확인:

• 모든 값이 원자값인가?
• 반복 그룹이 제거되었는가?
• 행을 유일하게 식별할 수 있는가?

결론:

테이블은 1NF를 만족한다고 가정한다.

발표자 노트:
1NF는 데이터 구조의 출발점입니다. 하지만 중복과 함수 종속 문제는 아직 남아 있습니다.

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13. 1NF 미니 퀴즈

다음 중 1NF를 위반하는 것은?

A. 전화번호 = 010-1234-5678
B. 이메일 = user@example.com
C. 관심분야 = DB, AI, OS
D. 학점 = 3

정답: C

발표자 노트:
문자열 내부에 여러 개념이 묶여 있다면 실제 업무상 별도의 값으로 관리해야 하는지 검토해야 합니다.

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Unit 2. 제2정규형(2NF)

14. 2NF의 정의

릴레이션이 2NF를 만족하려면:

1. 1NF를 만족해야 함
2. 기본키가 복합키일 때
3. 기본키의 일부에만 종속되는 속성이 없어야 함

즉,

부분 함수 종속을 제거한다.

발표자 노트:
2NF는 특히 복합 기본키를 사용하는 테이블에서 중요합니다.

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15. 수강신청 테이블의 함수 종속

기본키:

{학번, 과목코드}

함수 종속:

학번, 과목코드 → 수강정보
과목코드 → 교수명
과목코드 → 강의실
과목코드 → 학점

문제:

• 교수명, 강의실, 학점은 과목코드에만 종속됨
• 복합키 전체가 아니라 키의 일부에 종속됨
• 부분 함수 종속 발생

발표자 노트:
과목 정보는 학생이 누구인지와 무관하게 과목코드로 결정됩니다.

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16. 2NF 위반 시 발생하는 중복

DB101을 100명이 수강한다면:

• 교수명 100회 반복
• 강의실 100회 반복
• 학점 100회 반복

강의실이 변경되면:

• 여러 행을 수정해야 함
• 일부 행만 수정되면 데이터 불일치 발생

시각 요소: 중복 행을 연결하는 강조선

발표자 노트:
중복은 저장 공간의 문제만이 아니라 무결성 유지 비용의 문제입니다.

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17. 2NF를 위한 분해

수강 릴레이션

학번	과목코드
2023001	DB101
2023002	DB101
2023001	OS201

과목 릴레이션

과목코드	교수명	강의실	학점
DB101	김교수	301호	3
OS201	이교수	205호	3

분해 결과:

수강(학번, 과목코드)
과목(과목코드, 교수명, 강의실, 학점)

발표자 노트:
과목 정보와 수강 관계를 분리하면 과목 정보는 한 번만 저장됩니다.

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18. 2NF 분해의 의미

분해 전	분해 후
수강 사실과 과목 정보 혼합	수강과 과목 정보 분리
과목 정보 반복	과목 정보 1회 저장
갱신 이상 가능	갱신 대상 명확
복합키 일부 종속	부분 종속 제거

핵심:

키의 일부에만 종속되는 속성은 별도 릴레이션으로 이동한다.

발표자 노트:
분해 후 과목코드는 과목 릴레이션의 기본키가 됩니다.

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19. 무손실 분해

분해 후에도 원래 정보를 복원할 수 있어야 합니다.

수강 ⋈ 과목

조인 조건:

수강.과목코드 = 과목.과목코드

무손실 분해의 조건:

• 공통 속성이 적어도 하나 있어야 함
• 공통 속성이 한 릴레이션의 후보키여야 함

발표자 노트:
정규화는 정보를 잃는 작업이 아니라, 필요할 때 조인으로 다시 구성할 수 있도록 구조를 바꾸는 작업입니다.

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20. 2NF 확인 문제

다음 함수 종속이 있을 때 2NF 위반 여부를 판단하시오.

기본키 = {학생ID, 상품ID}

학생ID, 상품ID → 수량
상품ID → 상품명, 가격

정답:

• 2NF 위반
• 상품명과 가격이 상품ID에만 종속
• 상품(상품ID, 상품명, 가격)으로 분리

발표자 노트:
이 문제는 수강신청 사례와 동일한 구조를 갖습니다.

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Unit 3. 제3정규형(3NF)

21. 3NF의 정의

릴레이션이 3NF를 만족하려면:

1. 2NF를 만족해야 함
2. 비주요 속성이 기본키에 이행적으로 종속되지 않아야 함

이행적 함수 종속:

A → B
B → C
따라서 A → C

발표자 노트:
3NF는 기본키를 거치지 않고 다른 일반 속성을 거쳐 발생하는 종속을 제거합니다.

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22. 이행적 함수 종속 예시

릴레이션:

학생(학번, 학과코드, 학과명)

함수 종속:

학번 → 학과코드
학과코드 → 학과명
따라서 학번 → 학과명

문제:

• 학과명이 학생별로 반복됨
• 학과명 변경 시 여러 행 수정 필요
• 학생이 없으면 학과 정보 저장 어려움

발표자 노트:
학과명은 학번이 직접 결정하는 값이 아니라 학과코드를 통해 간접적으로 결정됩니다.

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23. 3NF 분해

학생 릴레이션

학생(학번, 학과코드)

학과 릴레이션

학과(학과코드, 학과명)

함수 종속:

학번 → 학과코드
학과코드 → 학과명

분해 후:

• 이행적 종속 제거
• 학과 정보 중복 감소
• 학과명 변경 용이

발표자 노트:
각 릴레이션에서 결정자가 해당 정보의 직접적인 관리 단위가 되도록 분해합니다.

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24. 3NF 판정 규칙

함수 종속 X → A가 있을 때:

• X가 슈퍼키이면 허용
• A가 주요 속성이면 허용
• X가 슈퍼키가 아니고 A도 비주요 속성이면 3NF 위반

정리:

모든 비주요 속성은 키에 직접 종속되어야 한다.

발표자 노트:
3NF는 함수 종속의 왼쪽과 오른쪽의 역할을 함께 확인해야 합니다.

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25. 2NF와 3NF 비교

구분	제거 대상	대표 문제
1NF	반복 그룹, 다중값	한 셀에 여러 값
2NF	부분 함수 종속	복합키 일부에 종속
3NF	이행적 함수 종속	일반 속성을 통한 간접 종속
BCNF	후보키가 아닌 결정자	결정자와 키 불일치

발표자 노트:
정규형은 단계적으로 강해지며, 각 단계가 해결하는 문제가 다릅니다.

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26. 수강신청 사례의 3NF 점검

분해 결과:

수강(학번, 과목코드)
과목(과목코드, 교수명, 강의실, 학점)

함수 종속:

과목코드 → 교수명
과목코드 → 강의실
과목코드 → 학점

과목 릴레이션에서:

• 과목코드가 후보키
• 모든 속성이 과목코드에 직접 종속
• 이행적 종속 없음

결론:

현재 가정에서는 과목 릴레이션이 3NF를 만족한다.

발표자 노트:
여기서는 과목코드가 교수명이나 강의실을 직접 결정하는 업무 규칙을 가정합니다.

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Unit 4. BCNF

27. BCNF의 정의

릴레이션 R의 모든 비자명 함수 종속 X → Y에 대해:

X는 반드시 슈퍼키여야 한다.

쉽게 말하면:

모든 결정자는 후보키여야 한다.

BCNF는 3NF보다 엄격한 정규형입니다.

발표자 노트:
3NF에서는 일부 예외가 허용되지만, BCNF에서는 결정자가 키가 아니면 허용하지 않습니다.

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28. 3NF와 BCNF의 차이

3NF:

• 결정자가 슈퍼키이거나
• 종속 속성이 주요 속성이면 허용

BCNF:

• 결정자는 반드시 슈퍼키여야 함

관계:

3NF ⊃ BCNF

즉:

• BCNF이면 항상 3NF
• 3NF라고 해서 항상 BCNF는 아님

발표자 노트:
BCNF는 함수 종속의 구조적 일관성을 더 강하게 보장합니다.

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29. 3NF이지만 BCNF가 아닌 예시

릴레이션:

수강지도(학생, 과목, 교수)

함수 종속:

학생, 과목 → 교수
교수 → 과목

후보키:

{학생, 과목}
{학생, 교수}

교수 → 과목에서:

• 교수는 슈퍼키가 아님
• 과목은 주요 속성임

따라서:

• 3NF 만족
• BCNF 위반

발표자 노트:
이 예시는 3NF의 예외 규칙 때문에 3NF에는 남을 수 있지만, BCNF는 결정자가 후보키인지 엄격히 검사합니다.

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30. BCNF로 분해하기

기존:

수강지도(학생, 과목, 교수)

분해:

교수과목(교수, 과목)
학생교수(학생, 교수)

장점:

• 결정자 교수의 의미를 별도 관리
• 중복 감소
• 교수-과목 관계를 명확히 표현

주의:

• 모든 함수 종속이 항상 하나의 릴레이션에서 보존되는 것은 아님
• 조인 비용과 질의 복잡성 증가 가능

발표자 노트:
BCNF 분해는 무손실성을 보장하도록 해야 하며, 종속성 보존 여부도 함께 검토해야 합니다.

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31. 정규형 비교표

정규형	핵심 조건	해결하는 문제
1NF	원자값	반복 그룹
2NF	부분 종속 없음	복합키 중복
3NF	이행적 종속 없음	간접 종속
BCNF	결정자는 슈퍼키	결정자 불일치

시각 요소: 강도가 높아지는 계단형 도식

발표자 노트:
실무에서는 항상 BCNF가 최선이라고 단정하지 않고, 무결성·질의 성능·업무 요구를 함께 고려합니다.

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Unit 5. 수강신청 테이블 통합 실습

32. 초기 수강신청 테이블

속성:

수강신청(학번, 과목코드, 교수명, 강의실, 학점)

업무 가정:

학번, 과목코드 → 수강 여부
과목코드 → 교수명, 강의실, 학점

후보키:

{학번, 과목코드}

발표자 노트:
이 테이블은 1NF는 만족하지만, 과목 정보가 수강정보와 섞여 있어 2NF 문제가 발생합니다.

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33. 1NF 단계

조건:

• 각 속성은 하나의 값만 가짐
• 수강 과목 여러 개는 여러 행으로 분리
• 복합키 {학번, 과목코드} 사용

수강신청(학번, 과목코드, 교수명, 강의실, 학점)

상태:

• 1NF: 만족
• 2NF: 불만족
• 부분 함수 종속: 존재

발표자 노트:
1NF는 값의 형태를 정리했지만, 속성 간 종속 관계까지 해결하지는 않습니다.

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34. 2NF 단계

분해:

수강(학번, 과목코드)
과목(과목코드, 교수명, 강의실, 학점)

확인:

수강: {학번, 과목코드} → 수강정보
과목: 과목코드 → 교수명, 강의실, 학점

상태:

• 부분 함수 종속 제거
• 2NF 만족
• 현재 업무 가정에서는 3NF와 BCNF도 만족

발표자 노트:
과목 릴레이션에서 과목코드가 유일한 결정자이자 후보키이므로 BCNF까지 만족합니다.

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35. SQL로 표현하기

CREATE TABLE Course (
    course_code CHAR(5) PRIMARY KEY,
    professor_name VARCHAR(40) NOT NULL,
    classroom VARCHAR(30) NOT NULL,
    credits INT NOT NULL
);

CREATE TABLE Enrollment (
    student_id CHAR(7),
    course_code CHAR(5),
    PRIMARY KEY (student_id, course_code),
    FOREIGN KEY (course_code)
        REFERENCES Course(course_code)
);

시각 요소: 코드 블록과 테이블 관계선

발표자 노트:
기본키와 외래키 제약조건은 정규화된 구조의 의미를 데이터베이스에 명시합니다.

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36. 정리 및 확인 퀴즈

핵심 정리:

• 1NF: 원자값
• 2NF: 부분 함수 종속 제거
• 3NF: 이행적 함수 종속 제거
• BCNF: 모든 결정자는 후보키

확인 질문:

1. 과목코드 → 교수명은 어떤 종속인가?
2. {학번, 과목코드}에서 과목코드만으로 결정되는 속성은?
3. BCNF가 3NF보다 엄격한 이유는?

발표자 노트:
마지막으로 각 정규형의 기준을 함수 종속 관점에서 다시 설명하도록 유도합니다.

---

권장 추가 활동

수업 중 10분 실습 문제:

다음 릴레이션을 정규화하시오.

수강평가(학번, 과목코드, 교수명, 학과코드, 학과명, 평가점수)

주어진 함수 종속:

학번, 과목코드 → 평가점수
과목코드 → 교수명, 학과코드
학과코드 → 학과명

예상 분해:

수강평가(학번, 과목코드, 평가점수)
과목(과목코드, 교수명, 학과코드)
학과(학과코드, 학과명)

참고문헌

• Elmasri, R. & Navathe, S. B., Fundamentals of Database Systems, 7th Edition, Chapters 8–9.
• 한국공대 컴퓨터공학과 「데이터베이스 개론」 강의노트
• 관계형 모델, 함수 종속, 정규형 및 릴레이션 분해 관련 강의자료