데이터 베이스 모델링 (DB modeling)

• 현실 세계의 업무적인 프로세스를 물리적으로 데이터베이스화 시키기 위한 과정
  

DB 모델링 단계

단계	내용
개념적 모델링	Entity, Attribute 추출 Entity 관계 정의 → ER-Diagram 작성
논리적 모델링	ER-Diagram을 Mapping rule에 의해 → 관계 스키마 설계 + 정규화
물리적 모델링	DBMS 선정 → 컬럼, 데이터타입, 인덱스 정의, 역정규화, ... 물리적 스키마

요구 분석

• 프로젝트 방향이 결정되는 중요한 단계
• 관련 분야 기본 지식 필요
• 데이터로 관리되어지는 항목 파악
• 백그라운드 프로세스 파악

개념적 모델링

• 요구 분석 → Entity(개체) 추출 → Attribute(속성) 추출 → Entity(개체)의 Relationship(관계) 정의 →

Entity

• 개체 ( = 실체)
  • 업무 수행을 위해 데이터로 관리되어져야할 개체
  • 현실세계에 독립적으로 존재하는 식별 가능한 개체
  • 유형, 무형의 개체
• 개체는 테이블로 정의
  • 개체 파악 시, 관련 업무에 대한 지식이 중요

Attribute

• 속성
  • 개체에 대해 저장할 필요가 있는 정보
  • 개체의 성질, 분류, 수량, 상태, 특징, ...을 나타내는 세부 항목
• 속성은 컬럼으로 정의
  • 속성 설정 시, 관리 목적 / 활용 방향 중요

속성 유형	내용
기초 속성	개체가 원래 갖고 있는 속성
추출 속성	기초 속성을 가공(계산)해서 얻을 수 있는 속성
설계 속성	실존하진 않고, 시스템의 효율을 위해 설계자가 임의로 부여한 속성

• 속성 도메인 설정
  • 속성이 가질 수 있는 값들의 범위를 설정
    • 속성 이름
    • 자료형, 크기
    • 허용되는 값의 제약조건
    • 유일성
    • 초기 값
    • ...
  • 추후 개발 및 프로그램 구현 시 유용하게 사용

Identifier

• 식별자
  • 각각의 인스턴스 구분할 수 잇는 단일 속성 or 속성 그룹
• 식별자가 없으면 데이터 수정/삭제가 원할하지 않음
• 식별자 종류

식별자	내용
후보키 (Candidate Key)	개체를 구분할 수 있는 속성
기본키 (Primary Key)	후보키 중 가장 적합한 속성
대체키 (Alternate Key)	후보키 - 기본키 = 대체키
후보키 (Composite Key)	하나의 속성으로 기본키가 될 수 없는 경우 여러 속성을 묶어 식별자로 정의 먼저 오는 속성에 인덱스, 유일성이 적용
대리키 (Surrogate Key)	복합키를 대신할 식별자, 역정규화

Relationship

• 관계
  • 개체와 개체의 업무 연관성
• 관계도 속성을 가질 수 있음
  • 테이블로 정의
• 관계 대응 수

관계	내용
1:1 관계	일 대 일 관계, 하나의 개체가 하나의 개체에 대응
1:N 관계	일 대 다 관계, 하나의 개체가 여러 개체에 대응
N:M 관계	다 대 다 관계, 여러개체가 여러 개체에 대응, 부모 테이블에 N으로 표기

ER-Diagram

• Entity(개체)Relationship(관계)-Daigram
  

종류	기호
개체	사각형
속성	타원
식별자	언더라인
관계	마름모

논리적 모델링

관계형 모델

• 부모 테이블과 자식테이블
  • 관계의 주체의 여부, 주체가 부모(Parent) 테이블
• 기본키(Primary Key)와 외래키(Foreign Key)
  • 식별관계 : 부모테이블 PK → 자식테이블 PK
  • 비식별관계 : 부모테이블 PK → 자식테이블 FK

정규화

• 의미
  • ER-Diagram → 관계 스키마 생성 과정에서
  • 함수적 종속성등의 종속성 이론을 이용해서
  • 잘못 설계된 관계 스키마를 더 작은 속성의 바람직한 스키마로 만드는 과정
• 목적
  • 데이터의 중복 제거
  • 데이터 관리 쉽게하기 위함
• 종류

  종류	내용
  제1정규화(1NF)	모든 속성의 도메인이 원자 값(atomic value)으로만 구성되어 있으면 제 1정규형에 속함 반복되는 속성을 제거한 뒤 테이블에 기본키를 추가해 새로운 테이블 생성
  제2정규화(2NF)	부분 함수적 종속성을 제거 부분 함수 종속성 : '복합키'에 전체적으로 의존하지 않는 속성
  제3정규화(3NF)	이행 함수적 종속성을 제거 이행 함수 종속성 : 기본키가 아닌 키에 종속
  BCMF	모든 결정자가 후보키
  제4정규화(4NF)	다치 종속성관계를 제거 다치 종속 : 두 속성이 1:N관계로 대응되는 상황
  제5정규화(5NF)	조인 종속성 : 연관성이 없는 조인이 단일 관계 엔티티에 있어 이상현상 발생

함수의 종속성

• 릴레이션에서 A 속성의 값이 각각에 대하여 시간 관계 없이 항상 B 속성의 값이 오직 하나만 연관되어 있는 것

이상(anomaly) 현상

• 삽입 이상
  • 릴레이션에 새 데이터를 삽입할 떄 불필요한 데이터도 함께 삽입해야 하는 문제
• 수정 이상
  • 릴레이션에 데이터를 수정할 때 중복된 레코드 중 일부만 수정하여 데이터 불일치 발생되는 문제
• 삭제 이상
  • 릴레이션에 데이터를 삭제할 때 꼭 필요한 데이터까지 연쇄 삭제되어 손실되는 문제

물리적 모델링

• DBMS의 특성에 맞게 실제 개체들을 정의하는 단계
• 사용량, 업무 프로세스 분석을 통해서 효율적인 DB 모델링
  • 인덱스 사용
  • 역정규화 수행