60. 데이터베이스 설계

데이터베이스 설계의 개념

• 데이터베이스 설계란 사용자의 요구를 분석하여 그것들을 컴퓨터에 저장할 수 있는 데이터베이스의 구조에 맞게 변형한 후 특정 DBMS로 데이터베이스를 구현하여 일반 사용자들이 사용하게 하는 것이다.

데이터베이스 설계 시 고려사항

• 무결성: 삽입, 삭제, 갱신 등의 연산 후에도 데이터베이스에 저장된 데이터가 정해진 제약 조건을 항상 만족해야 한다.
• 일관성: 데이터베이스에 저장된 데이터들 사이나, 특정 질의에 대한 응답이 처음부터 끝까지 변함없이 일정해야 한다.
• 회복: 시스템에 장애가 발생했을 때 장애 발생 직전의 상태로 복구할 수 있어야 한다.
• 보안: 불법적인 데이터의 노출 또는 변경이나 손실로부터 보호할 수 있어야 한다.
• 효율성: 응답시간의 단축, 시스템의 생산성, 저장 공간의 최적화 등이 가능해야 한다.
• 데이터베이스 확장: 데이터베이스 운영에 영향을 주지 않으면서 지속적으로 데이터를 추가할 수 있어야 한다.

데이터베이스 설계 순서

요구 조건 분석

• 요구 조건 분석은 데이터베이스를 사용할 사람들로부터 필요한 용도를 파악하는 것이다.
• 데이터베이스 사용자에 따른 수행 업무와 필요한 데이터의 종류, 용도, 처리 형태, 흐름, 제약 조건 등을 수집한다.
• 수집된 정보를 바탕으로 요구 조건 명세를 작성한다.

개념적 설계(정보 모델링, 개념화)

• 개념적 설계란 정보의 구조를 얻기 위하여 현실 세계의 무한성과 계속성을 이해하고, 다른 사람과 통신하기 위하여 현실 세계에 대한 인식을 추상적 개념으로 표현하는 과정이다.
• 개념적 설계 단계에서는 개념 스키마 모델링과 트랜잭션 모델링을 병행 수행한다.
• 개념적 설계 단계에서는 요구 분석 단계에서 나온 결과인 요구 조건 명세를 DBMS에 독립적인 E-R 다이어그램으로 작성한다.
• DBMS에 독립적인 개념 스키마를 설계한다.

논리적 설계(데이터 모델링)

• 논리적 설계 단계란 현실 세계에서 발생하는 자료를 컴퓨터가 이해하고 처리할 수 있는 물리적 저장장치에 저장할 수 있도록 변환하기 위해 특정 DBMS가 지원하는 논리적 자료 구조로 변환(mapping)시키는 과정이다.
• 개념 세계의 데이터를 필드로 기술된 데이터 타입과 이 데이터 타입들 간의 관계로 표현되는 논리적 구조의 데이터로 모델화한다.
• 개념적 설계가 개념 스키마를 설계하는 단계라면 논리적 설계에서는 개념 스키마를 평가 및 정제하고 DBMS에 따라 서로 다른 논리적 스키마를 설계하는 단계이다.
• 트랜잭션의 인터페이스를 설계한다.
• 관계형 데이터베이스라면 테이블을 설계하는 단계이다.

물리적 설계(데이터 구조화)

• 물리적 설계란 논리적 설계 단계에서 논리적 구조로 표현된 데이터를 디스크 등의 물리적 저장장치에 저장할 수 있는 물리적 구조의 데이터로 변환하는 과정이다.
• 물리적 설계 단계에서는 다양한 데이터베이스 응용에 대해 처리 성능을 얻기 위해 데이터베이스 파일의 저장 구조 및 액세스 경로를 결정한다.
• 저장 레코드의 양식, 순서, 접근 경로, 조회가 집중되는 레코드와 같은 정보를 사용하여 데이터가 컴퓨터에 저장되는 방법을 묘사한다.
• 물리적 설계 시 고려할 사항: 트랜잭션 처리량, 응답 시간, 디스크 용량, 저장 공간의 효율화 등

데이터베이스 구현

• 데이터베이스 구현 단계란 논리적 설계 단계와 물리적 설계 단계에서 도출된 데이터 베이스 스키마를 파일로 생성하는 과정이다.
• 사용하려는 특정 DBMS의 DDL(데이터 정의어)을 이용하여 데이터베이스 스키마를 기술한 후 컴파일하여 빈 데이터베이스 파일을 생성한다.
• 생성된 빈 데이터베이스 파일에 데이터를 입력한다.
• 응용 프로그램을 위한 트랜잭션을 작성한다.
• 데이터베이스 접근을 위한 응용 프로그램을 작성한다.