DB/DBMS/SQL

Database(DB)

체계적으로 구성된 데이터의 집합으로, 데이터를 효율적으로 저장 및 관리하고 검색, 갱신, 삭제할 수 있는 기능을 제공한다.

→ 여기서 데이터는 이 세상에 존재하는 모든 정보를 가리키며, 그 어떤 것도 데이터가 될 수 있다.

이러한 데이터를 소프트웨어에서 효율적으로 관리하기 위한 저장소가 DB이다.

DB는 여러 응용 프로그램이 공유하고 동시에 접근할 수 있는 중앙 집중화된 저장소를 제공하고, 데이터의 일관성, 무결성, 보안을 유지하기 위해 설계되어 있다.

DB 특징

• 데이터의 구조화
  • DB는 테이블 형태로 데이터를 구조화하며, 각 테이블은 컬럼(열)과 로우(행)로 이루어져 있다. 이 구조는 데이터의 관계를 나타내고, 데이터의 중복을 최소화하고 데이터를 효율적으로 저장하고 검색할 수 있게 한다.
• 데이터의 일관성과 무결성
  • DB는 여러 사용자와 응용 프로그램이 동시에 접근하더라도 데이터의 일관성과 무결성을 보장해야 한다. 이를 위해 Transaction과 Constraints(제약 조건)을 사용해 데이터의 정합성을 유지한다.
• 데이터의 보안
  • DB는 데이터의 무단 접근을 방지하기 위해 인증과 권한 부여 매커니즘을 제공한다. 이를 통해 데이터에 접근할 수 있는 사용자와 권한을 제어할 수 있다.
• 데이터의 동시성 관리
  • 여러 사용자가 동시에 데이터에 접근하는 상황에서 데이터의 일관성과 무결성을 유지하기 위해 동시성 관리 기능을 제공한다. 이를 통해 Transaction간의 충돌을 방지하고 조율한다.
• 데이터의 추상화
  • DB는 데이터를 추상화해 응용 프로그램이 데이터를 다루기 쉽도록 준다. SQL(Structured Query Language)을 사용해 데이터를 검색, 수정, 삭제하는 등의 작업을 할 수 있다.

구성 요소

• Data
  • 정보의 집합으로, 텍스트, 숫자, 이미지 등 다양한 형식이 있다.
• Schema
  • DB의 구조와 제약 조건을 정의한 설계도로, 테이블, 컬럼, 관계 등이 포함된다.
• Table
  • 데이터의 집합을 의미하며, 행과 열로 구성된다.
  • 각 행은 레코드를 나타내고, 열은 속성을 나타낸다.
• Record
  • 테이블 내의 한 행으로, 데이터의 실제 값을 포함한다.
• Column
  • 테이블 내의 열로, 특정 속성의 데이터를 포함한다.
• Index
  • 데이터의 검색 속도를 향상 시키기 위해 생성하는 데이터 구조로, 특정 컬럼의 값을 기준으로 정렬해 빠른 검색을 가능하게 한다.
• Relationship
  • 테이블 간의 연결을 나타내며, 관계형 데이터베이스에서 중요하다.
• SQL(Structured Query Language)
  • DB를 관리하고 조작하기 위한 언어로, 데이터의 삽입, 조회, 수정, 삭제 등을 작업한다.

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DBMS

특정 목적을 처리하기 위한 프로그램이다.

→ MySQL, Oracle, SQL Server, MariaDB등이 있다. 소프트웨어 각각의 사용 방법과 특징이 다르지만, 특정 목적을 위해서는 어떤 것을 사용해도 괜찮다.

DBMS 분류

계층형(Hierarchical), 망형(Network), 관계형(Relational), 객체 지향형(Object-Oriented), 객체 관계형(Object-Relational)등으로 분류된다.

현재 사용되는 DBMS 중에는 관계형 DBMS가 가장 많은 부분을 차지하며, MySQL도 관계형 DBMS에 포함된다.

• Hierarchical DBMS
  • 각 계층은 트리 형태를 갖는다.
  • 처음 구성을 끝내면 이를 변경하기가 까다롭다.
  • 지금은 사용하지 않는 형태이다.
• Network DBMS
  • Hierarchical DBMS의 문제점을 개선하기 위해 등장한 구조이다.
  • 하위에 있는 구성원 끼리 연결된 유연한 구조를 가지고 있다.
  • Network DBMS를 잘 활용하려면 프로그래머가 모든 구조를 이해해야지만 프로그램 작성이 가능하다는 단점이 있다.
  • 지금은 거의 사용하지 않는 형태이다.
• Relational DBMS
  • RDBMS라고도 한다.
  • MySQL 뿐만 아니라, 대부분의 DBMS가 RDBMS 형태로 사용된다.
  • table이라는 최소 단위로 구성되며, 각 table은 하나 이성의 column과 row로 이루어져 있다.
  • 모든 데이터가 table에 저장된다.
• Object-Oriented DBMS
  • 객체지향 프로그래밍의 개념을 데이터베이스에 적용한 시스템이다. 객체 개념을 그대로 DB에 도입해 데이터와 데이터에 대한 작업(메서드)을 하나의 객체로 관리한다.
  • 객체지향 언어에서 사용하는 클래스, 상속, 다형성 등을 데이터베이스에서도 사용할 수 있게 한다.
  • 객체와 객체 사이의 관계를 그대로 유지할 수 있어서 데이터 모델링이 더 유연하고 직관적이다.
  • 객체를 클래스 형태로 재사용할 수 있기 때문에 데이터베이스 설계와 관리가 효율적이다.
  • 기존 Relational DBMS에 비해 널리 사용되지 않기 때문에 학습 곡선이 높을 수 있다.
  • 표준화가 부족해 시스템 간의 호환성이 낮다.
• Object-Relational DBMS
  • RDBMS의 구조에 객체지향 개념을 일부 도입한 시스템이다. 기존의 RDBMS 모델을 확장해 객체 지향 프로그래밍의 요소를 통합한 것으로, RDBMS의 테이블과 행 같은 기본구조는 유지하면서 객체지향 개념을 적용할 수 있게 만든 DBMS이다.
  • 기존의 RDBMS에 새로운 데이터 타입이나 객체지향 개념을 추가할 수 있다.
  • 객체를 DB에 저장하고, 객체 지향적 접근 방법을 통해 관리할 수 있다.
  • 기본적인 숫자나 문자열 외에도, 사용자 정의 데이터 타입을 지원한다.
  • 기존의 SQL 기반 접근 방식을 유지하면서 객체지향 개념을 추가해 RDBMS와의 호환성을 유지한다.
  • Object-Oriendted DBMS와 비교했을 때, 객체지향 기능이 완전하지 않다.
  • RDBMS의 기본 구조를 유지하기 때문에, 복잡한 객체지향 개념을 완벽히 구현하기에는 한계가 있다.

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SQL

Structured Query Language

RDBMS에서 데이터를 관리하고 조작하기 위해 사용하는 표준화된 프로그래밍 언어이다.

SQL을 통해 DB에 저장된 데이터를 조회, 삽입, 수정, 삭제 등의 작업을 할 수 있다.

SQL은 DB와 상호작용하는 기본적인 언어로, RDBMS를 사용하는 거의 모든 시스템에서 사용된다.

SQL의 주요 기능

• 데이터 정의 언어(DDL : Data Definition Language)
  • DB의 구조를 정의하는 명령어들을 포함한다. 주로 table, index, view 등을 생성하거나 수정, 삭제할 때 사용된다.
  • 주요 명령어 :

    • ‘CREATE’ : 새로운 DB 객체(table, index 등)를 생성

    • ‘ALTER’ : 기존 DB 객체의 구조를 수정

    • ‘DROP’ : DB 객체를 삭제

      CREATE TABLE Students(
      	ID INT PRIMARY KEY,
      	Name VARCHAR(50),
      	AGE INT
      );

• 데이터 조작 언어(DML : Data Manipulation Language)
  • DB에 저장된 데이터를 조회하거나 수정, 삽입, 삭제하는 명령어들을 포함한다.
  • 주요 명령어 :

    • ‘SELECT’ : 데이터 조회

    • ‘INSERT’ : 새로운 데이터 삽입

    • ‘UPDATE’ : 기존 데이터 수정

    • ‘DELETE’ : 데이터 삭제

      -- 데이터 조회
      SELECT * FROM Students WHERE Age > 20;
      
      -- 데이터 삽입
      INSERT INTO Students (ID, Name, Age) VALUES  (1, 'Hyein', 23);
      
      -- 데이터 수정
      UPDATE Student SET Age = 21 WHERE Name = 'Hyein';
      
      -- 데이터 삭제
      DELETE FROM Student WHERE ID = 1;

• 데이터 제어 언어(DCL : Data Control Language)

  • DB에 대한 접근 권한을 제어하는 명령어들을 포함한다. 주로 사용자에게 권한을 부여하거나 철회할 때 사용된다.

  • 주요 명령어 :
    - ‘GRANT’ : 특정 사용자에게 DB 객체에 대한 권한을 부여한다.
    - ‘REVOKE’ : 특정 사용자에게 부여된 권한을 철회한다.

    GRANT SELECT, INSERT ON Students TO 'username';
    REVOKE INSERT ON Students FROM 'username';

• 트랜잭션 제어 언어(TCL : Transaction Control Language)
  • DB내에서 작업의 논리적 단위인 트랜잭션을 제어하는 명령어들을 포함한다. 트랜잭션은 DB의 일관성을 보장하기 위해 사용된다.
  • 주요 명령어 :

    • ‘COMMIT’ : 트랜잭션에서 수행한 모든 변경사항을 확정한다.

    • ‘ROLLBACK’ : 트랜잭션에서 발생한 모든 변경 사항을 취소하고 이전 상태로 되돌린다.

    • ‘SAVEPOINT’ : 트랜잭션 내에서 중간 저장점을 설정한다.

      BEGIN;
      UPDATE Student SET Age = 23 WHERE Name = 'Hyein';
      COMMIT;
      
      -- if error,
      ROLLBACK;

SQL의 특징

• 표준화
  • SQL은 국제 표준화 기구(ISO)와 미국 국가 표준 협회(ANSI)에서 표준화한 언어로, 다양한 DBMS(MySQL, PostgreSQL, Oracle등)에서 거의 동일하게 사용된다.
• 직관적
  • SQL은 영어 문법과 유사한 구조를 가지고 있어, 비교적 이해하기 쉽다.
• 다양한 기능
  • 데이터 조회, 삽입, 삭제 뿐만 아니라, 복잡한 데이터 연산 및 관리 기능을 제공한다.