정의

데이터베이스 시스템(DBS; DataBase System)

• 데이터베이스에 데이터를 저장하고, 이를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템

  

구조

스키마와 인스턴스

• 스키마(schema)
  - 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조와 제약조건을 정의한것
• 인스턴스(instance)
  - 스키마에 따라 데이터베이스에 실제로 저장된 값.
  

데이터베이스 사례

3단계 데이터베이스 구조

• 미국 표준화 기간인ANSI/SPARC에서 제안
• 데이터베이스를 쉽게 이해하고 이용할 수 있도록 하나의 데이터베이스를 관점에 따라 세단계로 나눈것
  • 외부단계 : 개별사용자 관점
  • 개념단계 : 조직전체의 관점
  • 내부단계 : 물리적인 저장장치의 관점
    내부 -> 외부 추상화 관점이 높아진다.

    

외부단계

• 데이터베이스를 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현하는 단계
• 데이터베이스 하나에 외부 스키마가 여러개 존재할 수 있음
  • 외부스키마
    • 외부단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스를 정의한것
    • 각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습, 즉 논리적 구조로 사용마다 다름
    • 서브스키마라고도함

개념단계

• 조직전체의 관점에서 이해하고 표현하는 단계
• 데이터베이스 하나에 개념스키마가 하나만 존재함
  - 개념 스키마(conceptual schema)
  • 개념 단계에서 데이터베이스 전체의 놀리적 구조를 정의한것
  • 조직 전체의 관점에서 생각하는 데이터베이스의 모습
  • 정의 뿐만 아니라, 데이터에 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함

내부단계

• 저장장치의 관점에서 이해하고 표현하는 단계
• 데이터베이스 하나에 내부 스키마가 하나만 존재함
  • 내부 스키마
    • 저장장치치에 실제로 저장되는 방법을 정의한것
    • 레코드 구조, 필드크기 등 물리적저장 구조를 정의

구조의 사상또는 매핑

• 스키마 사이의 대응관계
  - 외부/개념 사상 : 외부 스키마와 개념 스키마의 대응 관계
  - 응용 인터페이스라고도 함
  • 개념/내무사상 : 개념 스키마와 내부 스키마의 대응 관계
    • 저장 인터페이스라고도 함.
• 미리 정의된 사상 정보를 이용하여 사용자가 원하는 데이터에 접근
  

데이터베이스를 3단계 구조로 나누고 단계별로 스키마를 유지하며, 스키마 사이의 대응 관계를 정의하는 궁극적인 목적

=> 데이터 독립성의 실현

데이터 독립성

• 하위 스키마를 변경해도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성
• 논리적 데이터 독립성
  - 개념 스키마가 변경되어도 외부 스키마는 영향을 받지 않음
  - 개념스키마가 변경되면 관련된 외부/개념 사상만 정확하게 수정해주면 됨
• 물리적 데이터 독립성
  • 내부 스키마가 변경되어도 개념 스키마는 영향을 받지 않음
    - 내부스키마가 변경되면 관련된 개념/내부 사상만 정확하게 수정해주면 됨

데이터 사전(data dictionary)

• 시스템 카탈로그라고도 함
• 데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한정보, 즉 메타 데이터를 유지하는 시스템 데이터베이스
  - 메타데이터(meta data) : 데이터에 대한 데이터
• 스키마, 사상정보, 다양한 제약조건등을 저장
• 데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성하고 유지함
• 일반 사용자도 접근이 가능하지만 저장된 내용을 검색만 할 수 있음.

데이터 디렉토리

• 데이터 사전에 있는 데이터에 실제로 접근하는데 필요한 위치정보를 저장하는 시스템 데이터베이스
• 일반 사용자의 접근은 허용되지 않음

사용자 데이터 베이스

• 사용자가 실제로 이용하는 데이터가 저장되어있는 일반 데이터 베이스
  

사용자

데이터베이스 사용자

• 데이터베이스를 이요하기 위해 접근하는 모든사람
• 이용 목적에 따라 데이터베이스 관리자, 최종사용자, 응용프로그래머로 구분

데이터베이스 관리자(DBA; DataBase Adminstrator)

• 데이터베이스 시스템을운영 관리 하는사람
• 주로 데이터 정의어와 데이터제어어를 사용
• 데이터베이스 구성요소 선정
• 데이터베이스 스키마 정의
• 물리적 저장 구조와 접근 방법 결정
• 무결성 유지를 위한 제약조건 정의
• 보안 및 접근 권한 정책 결정
• 시스템 데이터베이스 관리
• 시스템 성능 감시 및 성능 분석
• 데이터베이스 재구성

최종사용자(end user)

• 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작(삽입, 삭제, 수정, 검색)하는 사람
• 주로 데이터 조작어를 사용
• 캐주얼 사용자와 초보 사용자로 구분

응용프로그래머(application programmer)

• 데이터 언어를 삽입하여 응용프로그램을 작성하는 사람
• 주로 데이터 조작어를 사용

언어

데이터 언어

• 사용자와 데이터베이스 관리 시스템 간의 통신수단
• 사용목적에 따라 데이터정의어, 데이터 조작어, 데이터 제어어로 구분

데이터정의어(DDL; Data Definition Language)

• 스키마를 정의하거나, 수정 또는 삭제하기 위해 사용

데이터 조작어(DML; Data Manipulation Language)

• 데이터의 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리를 요구하기 위해 사용
• 절차적 데이터 조작어와 비절차적 데이터 조작어로 구분
  • 절차적 데이터 조작어(procedural DML)
    • 사용자가 어떤(what) 데이터를 원하고 그 데이터를 얻기 위해 어떻게(how) 처리해야 하는지도 설명
  • 비절차적 데이터 조작어(nonprocedural DML)
    • 사용자가 어떤(what)데이터를 원하는지만 설명
    • 선언적 언어(declarative language)라고도 함
      = > sql : 비절차적 데이터 조작어

데이터 제어어

• 내부적으로 필요한 규칙이나 기법을 정의하기 위해 사용
• 사용목적
  - 무결성 : 정확하고 유요한 데이터만 유지
  • 보안 : 허가받지 않은 사용자의 데이터 접근 차단, 허가된 사용자에 권한 부여
  • 회복 : 장애가 발생해도 데이터 일관성 유지
  • 동시성 제어 : 동시 공유 지원

관리시스템의 구성

데이터베이스 관리 시스템

• 데이터베이스 관리와 사용자의 데이터 처리 요구 수행
• 주요 구성요소
  • 질의 처리기
    • 사용자의 데이터 처리 요구를 해석하여 처리
    • DDL컴파일러,DML프리컴파일러, DML컴파일러, 런타임 데이터베이스 처리기, 트랜잭션 관리자 등을 포함
  • 저장데이터관리자
    • 디스크에 저장된 사용자 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고, 여기에 실제로 접근하는 역할을 담당