제1정규형

1. 개요

제1정규형(1NF)은 관계형 데이터베이스에서 테이블이 가져야 하는 기본적인 정규화 형태로, 데이터 중복을 최소화하고 데이터 무결성을 유지하기 위한 규칙을 정의한다. 1NF는 테이블의 각 열이 원자적인 값, 즉 더 이상 분해될 수 없는 단일 값을 가져야 하며, 각 행의 순서와 열의 순서가 중요하지 않다는 조건을 충족해야 한다. 1NF를 위반하는 경우 데이터베이스 설계의 문제점을 야기하며, 데이터 일관성 유지와 쿼리 성능 저하를 초래할 수 있다. 1NF는 데이터베이스 정규화의 기본 단계이며, 2NF 및 3NF와 같은 상위 정규형으로 나아가기 위한 기반이 된다.

2. 1NF의 정의

크리스토퍼 J. 데이트에 의하면 테이블은 "어떤 관계와 동일 구조"이면 1NF이다. 이는 아래의 5가지 조건을 충족한다는 의미이다:

# 열에는 위-아래의 순서가 없다.
# 행에는 좌-우의 순서가 없다.
# 중복되는 열이 없다.
# 모든 열과 행의 중복지점에는 (열과 행의)해당되는 분야에서 한 개의 값을 가진다.
# 모든 행은 규칙적이다. [즉, 열은 열ID, 오브젝트ID, 숨어있는(hidden) 타임 스탬프등과 같은 숨어있는(행)를 가지지 않는다.]

이런 조건을 충족하지 않는 테이블은 엄격히 보면 관계형이 아니라는 의미이며, 1NF가 아니다.

1NF의 정의를 충족하지 못하는 테이블(또는 뷰)의 예제들을 보자면,

* 유니크 키가 없다. 이런 테이블은 열의 중복을 허용하기 때문에, 3번 조건을 위배한다.
* 뷰의 결과가 특정한 순서를 가지게 정의한 뷰. 뷰의 측면에서 열의 정렬이 본질적이고 의미가 있을 경우. 이는 1번 조건을 위배한다. 관계에서의 튜플은 서로간의 순서가 없다.
* 최소한 하나의 Null 속성을 가지는 테이블. Null 속성은 모든 행의 영역에서 꼭 한 개의 값만을 가져야 하는 4번 조건을 위배한다. 하지만 4번 조건은 논란이 많은데, 에드거 F. 커드는 최근의 관계형 모델에 관한 견해에서 Null에 대한 명시적인 조항을 만들었었다.

데이트의 정의에 따르면, 테이블이 "어떤 관계와 동형"일 경우에만 제1정규형에 속하며, 이는 구체적으로 다음과 같은 다섯 가지 조건을 충족함을 의미한다.

# 행에 상하 순서가 없다.
# 열에 좌우 순서가 없다.
# 중복된 행이 없다.
# 모든 행-열 교차 지점에는 해당 도메인에서 정확히 하나의 값만 포함된다(그 외에는 아무것도 없다).
# 모든 열은 정규적이다[예: 행에는 행 ID, 객체 ID 또는 숨겨진 타임스탬프와 같은 숨겨진 구성 요소가 없다].

이러한 조건 중 하나라도 위반하면 해당 테이블은 엄격하게 관계형이 아니며, 따라서 제1정규형에 속하지 않는다.

제1정규형의 이러한 정의를 충족하지 않는 테이블(또는 뷰)의 예는 다음과 같다.

* 고유 키 제약 조건이 없는 테이블은 조건 3을 위반하여 중복된 행을 수용할 수 있다.
* 특정 순서로 결과를 반환하도록 정의된 뷰는 행 순서가 뷰의 본질적이고 의미 있는 측면이 된다. (이러한 뷰는 SQL:2003 표준을 준수하는 SQL을 사용하여 만들 수 없다.) 이는 조건 1을 위반한다. 실제 관계의 튜플은 서로에 대해 정렬되지 않는다.
* 하나 이상의 널 속성이 있는 테이블은 조건 4를 위반한다. 조건 4는 모든 열이 해당 열의 도메인에서 정확히 하나의 값을 포함하도록 요구한다. 조건 4의 이 측면은 논란의 여지가 있다. 이는 코드의 이후 관계형 모델에 대한 비전에서 중요한 변화를 보여준다. 이는 널을 명시적으로 허용했다. 크리스 데이트가 정의한 제1정규형은 관계 값을 갖는 속성(테이블 내의 테이블)을 허용한다. 데이트는 테이블 내의 열이 테이블을 포함할 수 있는 관계 값을 갖는 속성이 드문 경우에 유용하다고 주장한다.

2.1. 조건

테이블이 "어떤 관계와 동형"일 경우에만 제1정규형에 속하며, 이는 구체적으로 다음과 같은 다섯 가지 조건을 충족함을 의미한다.

# 행에 상하 순서가 없다.
# 열에 좌우 순서가 없다.
# 중복된 행이 없다.
# 모든 행-열 교차 지점에는 해당 도메인에서 정확히 하나의 값만 포함된다(그 외에는 아무것도 없다).
# 모든 열은 정규적이다[예: 행에는 행 ID, 객체 ID 또는 숨겨진 타임스탬프와 같은 숨겨진 구성 요소가 없다].

이러한 조건 중 하나라도 위반하면 해당 테이블은 엄격하게 관계형이 아니며, 따라서 제1정규형에 속하지 않는다.

제1정규형의 이러한 정의를 충족하지 않는 테이블(또는 뷰)의 예는 다음과 같다.

* 고유 키 제약 조건이 없는 테이블은 조건 3을 위반하여 중복된 행을 수용할 수 있다.
* 특정 순서로 결과를 반환하도록 정의된 뷰는 행 순서가 뷰의 본질적이고 의미 있는 측면이 된다. (이러한 뷰는 SQL:2003 표준을 준수하는 SQL을 사용하여 만들 수 없다.) 이는 조건 1을 위반한다. 실제 관계의 튜플은 서로에 대해 정렬되지 않는다.
* 하나 이상의 널 속성이 있는 테이블은 조건 4를 위반한다. 조건 4는 모든 열이 해당 열의 도메인에서 정확히 하나의 값을 포함하도록 요구한다. 조건 4의 이 측면은 논란의 여지가 있다. 이는 코드의 이후 관계형 모델에 대한 비전에서 중요한 변화를 보여준다. 이는 널을 명시적으로 허용했다. 크리스 데이트가 정의한 제1정규형은 관계 값을 갖는 속성(테이블 내의 테이블)을 허용한다. 데이트는 테이블 내의 열이 테이블을 포함할 수 있는 관계 값을 갖는 속성이 드문 경우에 유용하다고 주장한다.

2.2. 1NF 위반 사례

계층형 데이터베이스에서는 표현할 수 있지만 SQL은 중첩된 테이블을 지원하지 않기 때문에, 고객의 신용 카드 거래를 나타내는 다음 표는 제1정규형을 준수하지 않는다.