[Lecture] DataBase - Day 4

🖥 DataBase - Day 4

[03] 논리적 데이터 모델

• 3.1 논리적 데이터 모델의 개념과 특성
  • E-R 다이어그램으로 표현된 개념적 구조를 데이터베이스에 어떤 형태로 저장할지를 논리적으로 표현하는데, 이러한 논리적인 구조 를 논리적 데이터 모델 이라고 함
    • 데이터베이스의 논리적 구조 = 데이터베이스 스키마(schema)
  • 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습 또는 구조
  • 관계 데이터 모델, 계층 데이터 모델, 네트워크 데이터 모델 등이 있음
  • 관계 데이터 모델 : 일반적으로 많이 사용되는 논리적 데이터 모델
    • 데이터베이스의 논리적 구조가 2차원 테이블 형태
• 3.2 계층 데이터 모델
  • 계층 데이터 모델(hierarchical data model)
    • 데이터베이스 논리적 구조가 트리(tree) 형태
    • 루트 역할을 하는 개체가 존재하고 사이클이 존재하지 않음
    • 개체들 간 상하 관계 성립
      • 상위 개체 : 부모 개체
      • 하위 개체 : 자식 개체
      • 부모 자식 개체는 일대다(1:n) 관계만 성립
        • 일대일(1:1) 관계는 넓은 의미로 일대다(1:n) 관계의 한 유형으로 볼 수 있음
    • 두 개체 사이에 관계를 하나만 정의할 수 있음
    • 다대다(n:m) 관계를 직접 표현할 수 없음
    • 개체 사이의 관계를 정의할 때 여러 제약이 존재
      • 때문에 개념적 구조를 논리적 구조로 자연스럽게 모델링하기 어려워 구조가 복잡해질 수 있음
      • 데이터의 삽입﹒삭제﹒수정 등을 연산하거나 원하는 데이터를 검색하기가 쉽지 않음
  • 네트워크 데이터 모델(network data model)
    • 데이터베이스 논리적 구조가 네트워크(network) 형태, 즉 그래프(graph) 형태
    • 개체들 간 일대다(1:n) 관계만 직접 표현할 수 있음
      • 다대다(n:m) 관계를 직접 표현할 수 없음
    • 일대다(1:n) 관계의 개체들을 각각 오너(owner), 멤버(member) 라 칭함
    • 두 개체 간의 관계를 여러 개 정의할 수 있어 관계를 이름으로 구별함
    • 계층 데이터 모델보다 개념적 구조를 논리적 구조로 좀 더 자연스럽게 모델링 가능
      • 하지만 계층 데이터 모델보다 구조가 훨씬 복잡해질 수 있어, 데이터의 삽입﹒삭제﹒수정 같은 연산과 데이터 검색이 계층 데이터 모델보다 더 어려워지는 문제 발생
  • 객체의 개념을 도입한 객체지향 데이터 모델(object-oriented data model) 및 객체지향 데이터 모델과 관계 데이터 모델의 특성을 모두 수용하는 객체관계 데이터 모델(object-relational data model) 등장
  • 아직까지는 누구나 쉽게 이해할 수 있는 데이터 구조와 데이터의 검색﹒삽입﹒삭제﹒수정 등의 연산을 제공하는 관계 데이터 모델 이 꾸준하게 인기가 높음

👉🏻 [Chapter 05] 관계 데이터 모델

[01] 관계 데이터 모델의 개념

• 개념적 구조를 논리적 구조로 표현하는 논리적 데이터 모델
• 하나의 개체에 관한 데이터를 릴레이션(relation) 하나에 담아 저장
• 1.1 관계 데이터 모델의 기본 용어
  • 릴레이션(relation)
    • 하나에 개체에 관한 데이터를 2차원 테이블의 구조로 저장한 것
    • 파일 관리 시스템 관점에서 파일(file) 에 대응
  • 속성(attribute)
    • 릴레이션의 열
    • 파일 관리 시스템 관점에서 필드(field) 에 대응
  • 튜플(tuple)
    • 릴레이션의 행
    • 파일 관리 시스템 관점에서 레코드(record) 에 대응
  • 도메인(domain)
    • 속성 하나가 가질 수 있는 모든 값의 집합
    • 속성 값을 입력하거나 수정할 때 적합성을 판단하는 기준
    • 일반적으로 속성의 특성을 고려한 데이터 타입으로 정의
    • 데이터 타입을 도메인, 변수를 속성 으로 생각하면 이해하기 쉬움
  • 널 값(NULL)
    • 속성 값을 모르거나, 적합한 값이 없는 경우 사용하는 특별한 값
    • 특정 속성에 해당되는 값이 없음을 나타내므로 숫자 0이나 공백 문자와는 다름
    • 데이터베이스 관리 시스템마다 널 값을 표시하는 기호가 달라 보통 공백을 사용함
  • 차수(degree)
    • 하나의 릴레이션에서 속성의 전체 개수
    • 일반적으로 자주 변하지 않는다는 정적인 특징을 가짐
  • 카디널리티(cardinality)
    • 하나의 릴레이션에서 튜플의 전체 개수
    • 일반적으로 자주 변한다는 동적인 특징을 가짐
• 1.2 릴레이션과 데이터베이스의 구성
  • 릴레이션 스키마(relation schema)
    • 릴레이션의 논리적 구조
    • 릴레이션의 이름과 일레이션에 포함된 모든 속성의 이름으로 정의
    • 릴레이션 스키마는 데이터베이스 관리 시스템이 내부적으로 데이터 정의어를 이용해 정의
    • 릴레이션 내포(relation intension) 이라고도 칭함
    • 자주 변하지 않는 정적인 특징을 가짐
  • 릴레이션 인스턴스(relation instance)
    • 어느 한 시점에 릴레이션에 존재하는 튜플들의 집합
    • 데이터베이스 관리 시스템이 내부적으로는 데이터 조작어를 이용해 릴레이션 인스턴스의 튜플을 검색하거나, 새로운 튜플의 삽입과 기존 튜플 삭제 및 수정을 수행
    • 릴레이션 외연(relation extension) 이라고도 칭함
    • 튜플의 삽입﹒삭제﹒수정이 자주 발생하는 동적인 특징을 가짐
  • 데이터베이스 스키마(DataBase schema)
    • 데이터베이스의 전체 구조
    • 데이터베이스를 구성하는 릴레이션들의 스키마를 모아놓은 것
  • 데이터베이스 인스턴스(DataBase instance)
    • 데이터베이스에 저장된 데이터 내용의 전체 집합 (= 데이터베이스를 구성하는 모든 릴레이션의 인스턴스를 모아놓은 것)
• 1.3 릴레이션의 특성
  • 튜플의 유일성
    • 하나의 릴레이션에는 동일한 튜플이 존재할 수 없음
      • 튜플을 유일하게 구별하기 위해 선정하는 속성(또는 속성들의 모임)의 값으로 판단
  • 튜플의 무순서
    • 하나의 릴레이션에서 튜플 사이의 순서는 무의미함
  • 속성의 무순서
    • 하나의 릴레이션에서 속성 사이의 순서는 무의미함
  • 속성의 원자성
    • 속성 값으로 원자 값만 사용할 수 있음
• 1.4 키의 종류
  • 키(key)
    • 릴레이션에 포함된 튜플들을 유일하게 구별하는 속성 또는 속성들의 집합
  • 키의 특성
    • 유일성(uniqueness)
      • 하나의 릴레이션에서 모든 튜플은 서로 다른 키 값을 가져야 함
    • 최소성(minimality)
      • 꼭 필요한 최소한의 속성들로만 키를 구성함
  • 키의 관계

    • 

  • 슈퍼키(super key)
    • 유일성의 특성을 만족하는 속성 또는 속성들의 집합
    • (Ex) 고객 릴레이션의 슈퍼키 => 고객 아이디, (고객 아이디, 고객 이름), (고객 이름, 주소) 등
  • 후보키(candidate key)
    • 유일성과 최소성을 만족하는 속성 또는 속성들의 집합
    • (Ex) 고객 릴레이션의 후보키 => 고객 아이디, (고객 이름, 주소)
  • 기본키(primary key)
    • 여러 후보키 중에서 기본적으로 사용하기 위해 선택한 키
    • (Ex) 고객 릴레이션의 기본키 => 고객 아이디
    • 기본키를 선택할 때 고려하면 도움이 되는 기준
      • 널 값을 가질 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합함
      • 값이 자주 변경될 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합함
      • 단순한 후보키를 기본키로 선택함
  • 대체키(alternate key)
    • 기본키로 선택되지 못한 후보키들
    • (Ex) 고객 릴레이션의 대체키 => (고객 이름, 주소)
  • 외래키(foreign key)
    • 다른 릴레이션의 기본키를 그대로 참조하는 속성의 집합
    • 릴레이션들 사이의 관계를 올바르게 표현
      • 참조하는 릴레이션 : 외래키를 가진 릴레이션
      • 참조되는 릴레이션 : 외래키가 참조하는 기본키를 가진 릴레이션
    • 외래키 속성과 그것이 참조하는 기본키 속성의 이름은 달라도 되지만 도메인은 같아야 함
    • 하나의 릴레이션에는 외래키가 여러 개 존재할 수도 있고, 외래키를 기본키로 사용할 수도 있음
    • 같은 릴레이션의 기본키를 참조하는 외래키도 정의 가능
      • 외래키 속성은 널 값을 가질 수도 있음