데이터베이스

데이터베이스의 정의

 

통합 데이터(Intergrated Data) : 검색의 효율성을 위해 중복이 최소화된 데이터들의 모임

저장 데이터(Stored Data) : 컴퓨터가 접근 가능한 저장 매체에 저장된 데이터

운영 데이터(Operational Data) : 조직의 목적을 위해 존재 가치가 확실하고 반드시 필요한 데이터

공유 데이터(Shared Data) : 여러 응용 프로그램들이 공동으로 사용하는 데이터

 

데이터베이스의 특징

 

실시간 접근성(Real Time Accessibility)

• 사용자의 질의에 대하여 즉시 처리하여 응답하는 특징

계속적인 진화(Continuous Evolution)

• 삽입, 삭제, 갱신을 통하여 항상 최근의 정확한 데이터를 동적으로 유지하는 특징

동시 공유(Concurrent Reference)

• 데이터베이스에 있는 데이터를 참조할 때 튜플의 주소나 위치에 의해서가 아니라 사용자가 요규하는 데이터 내용에 따라 참조하는 특징

데이터의 논리적, 물리적 독립성(Independence)

• 논리적 독립성 : 응용 프로그램과 데이터베이스를 독립시킴으로써 데이터의 논리적 구조를 변경시키더라도 응용 프로그램은 변경되지 않는 특징
• 물리적 독립성 : 응용 프로그램과 보조기억장치와 같은 물리적 장치를 독립시킴으로써, 데이터베이스 관리 시스템의 성능 향상을 위해 새로운 디스크를 도입하더라도 응용 프로그램에는 영향을 주지 않고 데이터의 물리적 구조만 변경될 수 있는 특징.

 

스키마

 

• 데이터베이스의 구조와 제약 조건에 관한 전반적인 명세를 의미
• 개체, 속성, 관계 및 데이터 조작 시 데이터 값들이 갖는 제약 조건 등에 관해 전반적으로 정의.
• 외부(External Schema), 개념(Conception), 내부(Internal) 스키마로 나뉨
• 데이터 사전에 저장됨.
• 시간에 따라 불변의 특성을 가짐.

 

Data Dictionary

 

• 데이터 사전은 데이터베이스에 저장되어 잇는 모든 데이터 개체들에 대한 정보를 유지, 관리하는 시스템으로 시스템 카탈로그라고도 함.
• 데이터 사전에는 데이터에 관한 데이터가 저장되어 있다고 하여 메타 데이터라고도 함

 

Meta Data

 

• 실제 저장되는 데이터는 아니지만, 저장되는 데이터와 직접 혹은 간접적으로 관계가 있는 정보를 제공하는 데이터

MARC	목록 레코드를 식별하여 축적, 유통할 수 있도록 코드화한 메타데이터
DC	네트워크 환경에서 각종 전자 정보를 기술하는 메타 데이터
ONIX	유통에 관한 통계와 체게적인 정보를 취급함으로써 정상적인 유통 및 관리를 위한 메타 데이터
MODS	디른 도서관의 범용 서지 정보 표준 메타 데이터로서 MARC, DC, ONIX등을 절충하여 상호운용성과 정밀성을 모두 만족시킴

 

MDR(Meta Data Registry) : 메타 데이터의 등록과 인증을 통하여 메타 데이터를 유지 . 관리하며, 메타 데이터의 명세를 공유하는 레지스트리

 

데이터베이스 설계

 

• 데이터베이스 스키마를 개발하는 과정
• 요구 조건 분석 -> 개념적 설계 논리적 -> 논리적 설계 -> 물리적 설계 -> 데이터 베이스 구현 순으로 이루어짐
• Requirement Analysis -> Conceptual Design -> Logical Design -> Pysical Design -> Database Implementation

 

 

 

관계형 데이터 모델

 

관계형 데이터 구조 : 릴레이션

 

• 관계형 데이터 모델에서 데이터를 원자 값으로 갖는 이차원 테이블로 표현하는데, 이를 릴레이션이라 한다.
• 물리적인 저장 구조가 아니라 논리적인 저장 구조
• 열(Column)을 속성(attribute), 행(Row) 튜플이라고 함.
• 원자(Atomic)값들의 집합을 도메인 이라고 함
• 자료 저장의 형태가 2차원 구조의 표 또는 테이블로 표현됨.

 

ER모델을 관계형 데이터 모델로 변환

 

• 개념적 데이터 모델인 E-R 모델을 논리적 모델인 릴레이션 스키마로 변환하는 것으로, 매핑 룰(Mapping Rule)이라고도 한다.

 

릴레이션 스키마의 다른 표현

 

기호	의미
｜	필수(Mandatory)
○	선택적(Optional)
<	다중(Multiple)

 

관계	표현
1:1	┼──┼
1:0 또는 1:1	┼──0┼
1:N	┼──<-
1:1 또는 1:N	┼──│<-
1:0 또는 1:1 또는 1:N	┼──0│<-

 

식별관계(Identifying) : A의 기본키가 B의 외래키 이면서 동시에 기본키인것.

비식별관계(Non-Identifying) : A의 기본키를 B가 참조하지만 기본키가 아닌것.

 

 

 

 

키의 개념 및 종류

 

슈퍼키(Super Key)

 

• 한 릴레이션 내에 있는 속성들의 집합으로 구성된 키
• 릴레이션 구성하는 모든 튜플 중 슈퍼키로 구성된 속성의 집합과 동일한 값을 나타내지 않음.
• 유일성(Unique)은 만족하지만, 최소성(Minimality)는 만족하지 못함.

 

후보키(Candidate Key)

 

• 릴레이션을 구성하는 속성들 중에서 튜플을 유일하게 식별하기 위해 사용되는 속성들의 부분 집합
• 유일성 최소성을 모두 만족함.
• 2개 이상의 필드를 조합하여 만든 키를 복합키(Composite Key)라고 한다.

 

기본키(Primary Key)

 

• 후보키 중에서 특별히 선정된 키로 중복된 값을 가질 수 없음.
• 유일성과 최소성을 가지며 튜플을 식별하기 위해 반드시 필요한 키. (후보키의 성질을 가짐)
• 기본키는 NULL값을 가질 수 없다.

 

대체키(Alternate Key)

 

• 대체키는 후보키 중에서 선정된 기본키를 제외한 나머지 후보키를 의미함.

 

외래키(Foreign Key)

 

• 다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 속성 또는 속성들의 집합
• 릴레이션의 관게를 표현할 때 사용.
• 외래키는 참조 릴레이션의 기본키와 동일한 속성을 가진다.

 

무결성(Integrity)

 

• 데이터베이스에 저장된 데이터 값과 그것이 표현하는 현실 세계의 실제 값이 일치하는 정확성을 의미
• 무결성 제약 조건(Constraint)은 데이터베이스에 저장된 데이터의 정확성을 보장하기 위해 정확하지 않은 데이터가 데이터베이스 내에 저장되는 것을 방지하기 위한 제약 조건을 말한다.

 

NULL 무결성

 

• 릴레이션의 특정 속성 값이 NULL이 될 수 없도록 하는 규정

 

고유(Unique)무결성

 

• 릴레이션의 특정 속성에 대해 각 튜플이 갖는 속성 값들이 서로 달라야 한다는 규정.

 

도메인 무결성

 

• 특정 속성의 값이 그 속성이 정의된 도메인에 속한 값이어야 한다는 규정

 

키 무결성

 

• 하나의 릴레이션에는 적어도 하나의 키가 존재해야 한다는 규정

 

관계 무결성

 

• 릴레이션에 어느 한 튜플의 삽입 가능 여부 또는 한 릴레이션과 다른 릴레이션의 튜플들 사이의 관계에 대한 적절성 여부를 지정한 규정

 

참조 무결성

 

• 외래키 값은 NULL이거나 참조 릴레이션의 기본키 값과 동일해야 한다는 규정

 

개체 무결성

 

• 기본 릴레이션의 기본키를 구성하는 어떤 속성도 NULL 일 수 없다는 규정

 

 

 

관계대수

 

• 관계대수는 관계형 데이터베이스에서 원하는 정보와 그 정보를 어떻게 유도하는가를 기술하는 절차적 언어

• 기본 연산인 SELECT, PROJECT, JOIN, DIVISION 등과 집합 연산인 UNION, DIFFERENCE, INTERSECTION, CARTESIAN, PRODUCT등이 있다.

 

SELECT

 

• 릴레이션에 존재하는 튜플들 중에서 특정 조건을 만족하는 튜플들의 부분집합을 구하여 새로운 릴레이션을 만듬
• 릴레이션의 행에 해당하는 튜플을 구하는 것이므로 수평 연산이라고도 함.
• 연산자 기호는 그리스 문자 시그마(σ)임.
• σ<조건>R 로 표현함 R은 릴레이션

 

PROJECT

 

• 주어진 릴레이션 속성 리스트에 제시된 속성 값만을 추출하여 새로운 릴레이션을 만듬.(중복은 제거됨)
• 릴레이션의 열에 해당하는 속성을 추출하는 것으로 수직 안산이라고도 함.
• 그리스 문자 파이(π)를 사용함.
• π<속성 리스트>R 로 표현함 R은 릴레이션

 

JOIN

 

• 두개의 릴레이션을 하나로 합쳐서 새로운 릴레이션을 만듬.
• Join으로 만들어진 릴레이션의 차수는 조인된 두일레이션의 차수를 합한 것과 같다.
• JOIN연산의 결과는 CARTESIAN PRODUCT연산을 수행한 다음 SELECT연산을 수행한 것과 같다.

*CARTESIAN PRODUCT : 두 릴레이션에 존재하는 모든 튜플들을 대응시켜 새로운 릴레이션을 만드는 연산으로,

   연산의 결과 차수는 두 릴레이션의 차수를 합한 것과 같고 튜플은 두 릴레이션의 튜플 수를 곱한 것과 같다.

• θ(Theta)로 표현될 수 있는 조인을 세타 조인(Theta)
• Join조건이 =일때 동일한 속성이 2번 나타나게 되는데, 이 중 중복을 제거하여 같은 속성은 1번만 나타나게 하는 연산을 자연 조인(Natural join)이라 한다.

 

관계해석

 

• 관계 데이터 모델 제안자인 코드(E. F. Codd)가 수학의 Predicate Calculus(술어해석)에 기반을 두고 관계 데이터베이스를 위해 제안함.
• 관계 데이터의 연산을 표기하는 방법으로, 원하는 정보를 정의 할 때는 계산 수식을 사용함
• 원하는 정보가 무엇이라는 것만 정의하는 비절차적 특성을 지님.
• 튜플 관계해석과 도메인 관계해석이 있음.
• 관계해석과 관계대수는 관계데이터베이스를 처리하는 기능과 능력 면에서 동등하며, 관계대수로 표현한 식은 관계해석으로 표현할 수 있다.
• 질의어로 표현