[Lecture] DataBase - Day 8

🖥 DataBase - Day 8

👉🏻 [Chapter 08] 데이터베이스 설계

[01] 데이터베이스 설계 단계

• 데이터베이스 설계 : 사용자들의 요구 사항을 고려하여 데이터베이스를 생성하는 과정
• 관계 데이터베이스의 대표적인 설계 방법
  • E-R 모델과 릴레이션 변환 규칙을 이용한 설계
    • 과정
      • 1단계 : 요구 사항 분석 - 핵심 단계
        • 데이터베이스의 용도 파악
        • 결과물 : 요구 사항 명세서
      • 2단계 : 개념적 설계 - 핵심 단계
        • DBMS에 독립적인 개념적 구조 설계
        • 결과물 : 개념적 스키마(E-R 다이어그램)
      • 3단계 : 논리적 설계 - 핵심 단계
        • DBMS에 적합한 논리적 구조 설계
        • 결과물 : 논리적 스키마(릴레이션 스키마)
      • 4단계 : 물리적 설계
        • DBMS로 구현 가능한 물리적 구조 설계
        • 결과물 : 물리적 스키마
      • 5단계 : 구현
        • SQL 문을 작성한 후 이를 DBMS에서 실행하여 데이터베이스 생성
      • 설계 과정 중에 오류를 발견하여 변경이 필요하면 이전 단계로 되돌아가 설계 내용 변경 가능
  • 정규화를 이용한 설계

[02] 요구 사항 분석

• 목적 : 사용자들의 요구 사항을 수집하고 분석하여, 개발할 데이터 베이스의 용도를 명확히 파악
• 결과물 : 요구 사항 명세서
• 주요 작업
  • 데이터베이스를 실제로 사용할 주요 사용자의 범위 결정
  • 사용자가 조직에서 수행하는 업무 분석
  • 면담, 설문지 배포, 업무 관련 문서의 분석 등의 방법을 이용해 요구 사항 수집
  • 수집된 요구 사항에 대한 분석 결과를 요구 사항 명세서로 문서화

[03] 개념적 설계

• 목적
  • DBMS에 독립적인 개념적 스키마 설계
  • 요구 사항 분석 단계의 결과물을 개념적 데이터 모델을 이용하여 개념적 구조로 표현 -> 개념적 모델링
    • 일반적으로 E-R 모델 많이 이용
• 결과물 : 개념적 스키마(E-R 다이어그램)
• 주요 작업
  • 요구 사항 분석 결과를 기반으로 중요한 개체를 추출한 후 개체 간의 관계를 결정하여 이를 E-R 다이어그램으로 표현
• 작업 과정
  • (1) 개체와 속성 추출
  • (2) 관계 추출
  • (3) E-R 다이어그램 작성
• 3.1 개체와 속성 추출
  • 개체(Entity) : 저장할 만한 가치가 있는 중요 데이터를 지닌 사람이나 사물 등
    • 개념적 모델링을 하는 데 가장 중요한 요소
  • 개체 추출 방법
    • 제시된 요구 사항 문장에서 업무와 관련이 깊은 의미 있는 명사 물색
      • 조직의 업무 처리와 관련이 적은 일반적이고 광범위한 의미의 명사는 제외
      • 의미가 같은 명사가 여러 개면 대표 명사 하나만 선택
    • 선택한 명사를 개체와 속성으로 정확히 분류
• 3.2 관계 추출
  • 관계(Relationship) : 개체 간의 의미 있는 연관성
  • 관계 추출 방법
    • 요구 사항 문장에서 조직의 업무 처리와 관련하여 개체 간의 연관성을 의미 있게 표현한 동사 물색
      • 의미가 같은 동사가 여러 개이면 대표 동사 하나만 선택
    • 추출한 관계에 대한 매핑 카디널리티와 참여 특성 결정
      • 매핑 카디널리티(Mapping Cardinality) : 1:1, 1:n, n:m
      • 참여 특성 : 필수 참여 / 선택 참여
• 3.3 E-R 다이어그램 작성
  • 추출한 개체, 속성, 관계를 하나의 E-R 다이어그램으로 표현
    • 개념적 설계 단계의 결과물인 개념적 스키마

[04] 논리적 설계

• 목적
  • DBMS에 적합한 논리적 스키마 설계
  • 개념적 스키마를 논리적 데이터 모델을 이용해 논리적 구조로 표현 -> 논리적 모델링(데이터 모델링)
    • 일반적으로 관계 데이터 모델을 많이 이용
• 결과물 : 논리적 스키마(릴레이션 스키마)
• 주요 작업
  • 개념적 설계 단계의 결과물인 E-R 다이어그램을 릴레이션 스키마로 변환
  • 테이블 명세서(릴레이션 스키마에 대한 설계 정보를 기술한 문서) 작성
    • 릴레이션 스키마로 변환 후 속성의 데이터 타입, 길이, 널 값 허용 여부, 기본 값, 제약조건 등을 세부적으로 결정하고 결과를 문서화시킴
• 4.1 릴레이션 스키마 변환 규칙
  • (1) 모든 개체는 릴레이션으로 변환
    • 개체의 이름 -> 릴레이션의 이름
    • 개체의 속성 -> 릴레이션의 속성
    • 개체의 키 속성 -> 릴레이션의 기본키
    • 개체의 속성이 복합 속성인 경우에는 복합 속성을 구성하고 있는 단순 속성만 릴레이션의 속성으로 변환
  • (2) n:m 관계는 릴레이션으로 변환
    • 관계의 이름 -> 릴레이션의 이름
    • 관계의 속성 -> 릴레이션의 속성
    • 관계에 참여하는 개체를 규칙 1에 따라 릴레이션으로 변환한 후 이 릴레이션의 기본키를 관계 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정하고, 외래키들을 조합하여 관계 릴레이션의 기본키로 지정
  • (3) 1:n 관계는 외래키로 표현
    • 일반적인 1:n 관계는 외래키로 표현
      • 1:n 관계에서 1측 개체 릴레이션의 기본키를 n측 개체 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정
      • 관계의 속성들도 n측 개체 릴레이션에 포함시킴
    • 약한 개체가 참여하는 1:n 관계는 외래키를 포함해서 기본키로 지정
      • 1:n 관계에서 1측 개체 릴레이션의 기본키를 n측 개체 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정
      • 관계의 속성들도 n측 개체 릴레이션에 포함시킴
      • n측 개체 릴레이션은 외래키를 포함하여 기본키를 지정함
        • 약한 개체는 강한 개체에 따라 존재 여부가 결정되므로 강한 개체의 기본키를 이용해 식별해야 함
  • (4) 1:1 관계는 외래키로 표현
    • 일반적인 1:1 관계는 외래키를 서로 주고받음
      • 관계에 참여하는 개체 릴레이션들이 서로의 기본키를 주고받아 외래키로 지정
      • 관계의 속성들도 모든 개체 릴레이션에 포함시킴
      • 불필요한 데이터 중복이 발생할 수 있음
    • 1:1 관계에 필수 참여하는 개체의 릴레이션만 외래키를 받음
      • 관계에 필수 참여하는 개체 릴레이션에만 외래키를 포함시킴
      • 관계의 속성들은 관계에 필수 참여하는 개체 릴레이션에 포함시킴
    • 모든 개체가 1:1 관계에 필수 참여하면 릴레이션 하나로 합침
      • 관계에 참여하는 개체 릴레이션들을 하나의 릴레이션으로 합쳐서 표현
      • 관계의 이름을 릴레이션 이름으로 사용하고, 관계에 참여하는 두 개체의 속성들을 관계 릴레이션에 모두 포함시킴
      • 두 개체 릴레이션의 키 속성을 조합하여 관계 릴레이션의 기본키로 지정
  • (5) 다중 값 속성은 릴레이션으로 변환
    • 다중 값 속성과 함께 그 속성을 가지고 있던 개체 릴레이션의 기본키를 외래키로 가져와 새로운 릴레이션에 포함시킴
    • 새로운 릴레이션의 기본키는 다중 값 속성과 외래키를 조합하여 지정
  • 기타 고려 사항
    • 모든 관계를 독립적인 릴레이션으로 변환할 수 있음
      • 속성이 많은 관계는 유형에 상관없이 릴레이션으로의 변환을 고려할 수 있음
    • 개체가 자기 자신과 관계를 맺는 순환 관계도 기본 규칙을 그대로 적용
  • 변환 규칙을 순서대로 적용하되, 해당되지 않는 규칙은 제외함
• 4.2 테이블 명세서 작성
  • 릴레이션 스키마 변환 후 속성의 데이터 타입과 길이, 널 값 허용 여부, 기본값, 제약조건 등을 세부적으로 결정하고 문서화시킴
  • 테이블 명세서 : 릴레이션 스키마에 대한 설계 정보를 기술한 문서

[05] 물리적 설계와 구현

• 물리적 설계
  • 하드웨어나 운영체제의 특성을 고려하여 필요한 인덱스 구조나 내부 저장 구조, 접근 경로 등에 대한 물리적인 구조를 설계
• 구현
  • SQL로 작성한 명령문을 DBMS에서 실행하여 데이터베이스를 실제로 생성