본문내용
1. 데이터베이스 기초
1.1. 데이터베이스와 DBMS의 이해
데이터베이스는 "한 조직의 여러 응용 시스템을 다수의 사용자가 공용(shared)으로 사용하기 위해 통합(integrated), 저장(stored)된 운영(operational) 데이터의 집합"이다. 이는 과거 사용자 또는 프로그램이 직접 데이터에 접근하는 파일 처리 시스템의 문제점을 해결하기 위해 등장한 것이다.
파일 처리 시스템의 문제점으로는 데이터의 중복성, 데이터의 종속성, 데이터의 무결성 훼손, 동시 접근 이상 등이 있다. 이에 반해 데이터베이스는 자기 기술성, 추상화, 다중 뷰, 동시성 제어 등의 기능을 통해 이러한 문제를 극복한다.
데이터베이스 시스템은 개념적 단계, 논리적 단계, 그리고 물리적 단계로 구성된 3단계 구조를 가진다. 개념적 단계는 사용자 뷰를, 논리적 단계는 데이터베이스의 논리적 전체 구조를, 그리고 물리적 단계는 데이터의 물리적 저장 구조를 나타낸다. 이 세 단계는 개념적-논리적 사상과 논리적-물리적 사상에 의해 서로 연관성을 가진다.
데이터 모델은 데이터베이스의 구조를 명시하기 위한 것으로, 개념적 데이터 모델로는 ER 모델, 논리적 데이터 모델로는 관계형 모델이 많이 사용된다. 데이터 모델링이란 실세계 데이터를 데이터 모델상의 데이터베이스 구조로 변환하는 과정을 의미한다.
데이터베이스 구현을 위한 언어로는 데이터 정의 언어(DDL)와 데이터 조작 언어(DML)가 있다. DDL은 데이터베이스 스키마와 이와 관련된 부가적인 특징을 정의하는데 사용되며, DML은 구조화된 데이터에 대한 사용자의 접근 및 조작을 지원한다.
DBMS는 전체 시스템을 구성하는 방식에 따라 중앙집중식과 분산 시스템 방식으로 아키텍처를 구성할 수 있다. 또한 클라이언트-서버 구조에서 사용자 인터페이스 프로그램과 애플리케이션 프로그램은 클라이언트 쪽에서 수행되며, DBMS에 대한 접근이 필요할 경우 서버 쪽의 DBMS와 통신한다.
1.2. 데이터베이스 사용자와 3단계 구조
데이터베이스 사용자와 3단계 구조는 데이터베이스의 물리적 구조를 이해하는데 매우 중요하다"" 데이터베이스 시스템은 데이터베이스, 데이터베이스 관리 시스템(DBMS), 응용 프로그램, 그리고 데이터베이스 사용자로 구성된다"" 데이터베이스 사용자에는 데이터베이스 관리자(DBA), 데이터베이스 설계자, 최종 사용자, 응용 프로그램 개발자 등이 포함되며 각자의 고유한 역할과 권한을 가지고 있다"" 이러한 데이터베이스 사용자들을 위해 데이터베이스 시스템은 3단계 구조를 가지고 있는데, 개념적 단계, 논리적 단계, 물리적 단계로 구성된다"" 개념적 단계는 데이터베이스의 전반적인 구조와 의미를 정의하며, 논리적 단계는 데이터베이스의 논리적 구조를 정의하고, 물리적 단계는 데이터의 실제 저장 형식과 방법을 정의한다"" 3단계 구조를 통해 데이터베이스 시스템은 데이터의 독립성을 보장하며, 사용자의 관점에 따라 다양한 뷰를 제공할 수 있다""데이터베이스 사용자는 데이터베이스에 접근하고 데이터를 관리하는 개인 또는 조직을 의미한다"" 데이터베이스 사용자에는 데이터베이스 관리자(DBA), 데이터베이스 설계자, 최종 사용자, 응용 프로그램 개발자 등이 포함된다"" 데이터베이스 관리자(DBA)는 데이터베이스의 전반적인 관리와 운영을 담당하며, 데이터베이스 설계자는 데이터베이스의 논리적/물리적 구조를 설계한다"" 최종 사용자는 데이터베이스에서 정보를 조회하고 활용하는 사용자이며, 응용 프로그램 개발자는 데이터베이스를 활용하여 다양한 응용 프로그램을 개발한다"" 이처럼 데이터베이스 사용자는 데이터베이스 시스템을 운영하고 활용하는 주체들로 구성되며, 각자의 역할과 권한이 구분된다""
1.3. 데이터 모델링의 개념
데이터 모델링의 개념은 실세계의 데이터를 컴퓨터 시스템에 저장하고 관리할 수 있는 형태로 구조화하는 과정이다.""
실세계에는 다양한 종류의 정보와 데이터가 존재하며, 이를 효과적으로 관리하기 위해서는 데이터의 구조와 관계를 명확히 정의하는 데이터 모델링이 필요하다.""
데이터 모델링은 개념적 데이터 모델링, 논리적 데이터 모델링, 물리적 데이터 모델링의 3단계로 이루어진다.""
먼저 개념적 데이터 모델링은 실세계의 데이터를 추상화하여 개념적인 수준에서 데이터와 데이터 간의 관계를 정의하는 단계이다. 대표적인 개념적 데이터 모델로 ER 모델이 있다.""
논리적 데이터 모델링은 개념적 데이터 모델을 특정 DBMS에 맞게 논리적으로 구현하는 단계이다. 관계형 데이터베이스에서는 관계형 모델이 주로 사용된다.""
마지막으로 물리적 데이터 모델링은 논리적 데이터 모델을 실제 데이터베이스 시스템에 맞게 물리적으로 구현하는 단계이다. 여기서는 데이터의 저장 방식, 인덱스 구조 등 물리적인 구현 방식을 결정한다.""
데이터 모델링은 데이터베이스 설계의 핵심 단계로, 체계적이고 정확한 데이터 모델링을 통해 데이터베이스의 효율성, 확장성, 유지보수성 등을 높일 수 있다.""
1.4. 데이터 정의어와 데이터 조작어
데이터베이스 구현을 위한 언어 중에서 논리적 스키마를 정의하기 위해 사용되는 것을 데이터 정의 언어(DDL: Data Definition Language)라고 한다. DDL은 데이터베이스 스키마와 이와 관련된 부가적인 특징을 표현한다. DDL 명령의 결과는 데이터 사전에 기록된다. 주로 데이터베이스 관리자(DBA)에 의해 사용된다.
데이터 정의 언어(DDL)에는 다음과 같은 명령어들이 포함된다:
- CREATE: 데이터베이스, 테이블, 인덱스 등의 객체를 생성한다.
- ALTER: 기존 객체의 구조를 변경한다.
- DROP: 데이터베이스, 테이블, 인덱스 등의 객체를 삭제한다.
- RENAME: 기존 객체의 이름을 변경한다.
데이터 조작 언어(DML: Data Manipulation Language)는 구조화된 데이터에 사용자가 접근 및 조작을 할 수 있도록 지원하는 언어를 말한다. DML을 통한 데이터 조작 기능은 사용자와 DBMS 사이의 인터페이스에서 매우 중요한 부분이다.
데이터 조작 언어(DML)에는 다음과 같은 명령어들이 포함된다:
- SELECT: 데이터베이스에서 데이터를 검색한다.
- INSERT: 새로운 데이터를 데이터베이스에 삽입한다.
- UPDATE: 기존 데이터를 수정한다.
- DELETE: 데이터를 삭제한다.
이처럼 데이터 정의어(DDL)는 데이터베이스 객체를 정의하고 관리하는 데 사용되며, 데이터 조작어(DML)는 데이터베이스에 저장된 데이터를 조회, 삽입, 수정, 삭제하는 데 사용된다. 두 언어 모두 DBMS와 사용자 사이의 의사소통을 위한 핵심적인 역할을 한다."
2. 관계형 데이터 모델
2.1. 관계형 모델의 특징
관계형 모델의 특징은 다음과 같다:
관계형 모델은 일상생활에서 사용하는 표와 매우 유사한 구조인 릴레이션에 기초하고 있다. 릴레이션은 일반 표와는 달리, 레코드의 유일성, 레코드의 무순서성, 컬럼의 무순서성, 컬럼값의 유일성이라는 특징을 갖는다.
릴레이션 스키마란 어떠한 테이블에서 사용되는 속성과, 속성이 지니는 데이터 타입을 정의한 것을 의미한다. 기본키는 한 데이터베이스 내에서 레코드를 유일하게 판별할 수 있는 속성을 말하며, 카디널리티는 레코드의 개수를 의미한다. 키의 종류로는 기본키, 후보키, 수퍼키 등이 있다.
관계형 모델은 영역 제약조건, 키 제약조건, 개체 무결성 제약조건, 참조 무결성 제약조건이 항상 만족되도록 모든 데이터의 삽입, 수정, 삭제 시 데이터를 검증하며, 이를 통해 데이터의 무결성과 일관성을 유지시킨다.
2.2. 릴레이션 스키마와 키
관계형 데이터 모델에서 릴레이션 스키마와 키는 데이터베이스의 구조와 데이터의 무결성 유지를 위해 매우 중요한 개념이다. 릴레이션 스키마는 관계형 모델에서 데이터를 저장하고 관리하는 기본 단위인 릴레이션의 구조를 정의한다. 릴레이션 스키마는 릴레이션의 이름과 속성들의 집합으로 구성되며, 각 속성은 데이터 타입과 제약조건을 갖는다.
릴레이션 내에서 각 레코드를 유일하게 식별할 수 있는 속성이나 속성들의 집합을 키(key)라고 한다. 키에는 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 키는 릴레이션 내의 각 레코드를 반드시 구분할 수 있어야 한다. 둘째, 키를 구성하는 속성들은 중복되지 않아야 하며, 최소한의 속...
