😎 관계 데이터 모델의 개념

릴레이션: 테이블
투플: row

릴레이션의 특성

• 관계 데이터 모델의 릴레이션에는 네 가지 중요한 특성이 있다. 기본적으로 이 네 가지 특성을 만족해야 테이블이 릴레이션으로 인정받을 수 있다.

투플(row)의 유일성: 하나의 릴레이션(테이블)에는 동일한 투플이 존재할 수 없다.

• 하나의 릴레이션에 독같은 투플이 있으면 안 되고, 모든 투플에는 다른 투플과 구별되는 유일한 특성이 있어야 한다.

• 관계 데이터 모델의 릴레이션에서는 하나 도는 여러 개의 속성을 미리 선정해두고 이 속성 값을 투플마다 다르게 지정하여 투플의유일성을 판단한다.

• 이처럼 투플을 유일하게 구별하기 위해 선정되는 속성을 키(key)라고 부른다.

투플의 무순서: 하나의 릴레이션에서 투플 사이의 순서는 무의미하다.

• 투플 순서가 바귄다고 다른 릴레이션이 될 수 없고, 순서와 상관없이 투플 내용이 같으면 동일한 릴레이션이다. 데이터베이스는 위치가 아닌 '내용'으로 검색되므로 투플의 순서는 중요하지 않다.

속성의 무순서: 하나의 릴레이션에서 속성의 순서는 무의미하다.

• 속성의 순서가 바뀌어도 다른 릴레이션이 될 수 없고, 순서와 상관없이 같은 속성들로 구성되어 있어야 동일한 릴레이션이다.
• 속성 값은 릴레이션에서 위치가 아닌 속성의 이름으,로 접근하므로 하나의 릴레이션에는 이름이 같은 속성이 존재할 수 없고, 이름도 속성의 의미가 명확하게 들어나는 것이 좋다.

속성의 원자성:속성 값으로 원자 값만 사용할 수 있다.

• 모든 속성값은 더는 분해할 수 없는 하나의 값, 즉 원자 값만 가질 수 있다. 다시 말해 하나의 속성은 여러개의 값, 즉 다중 값을 가질 수 없다.
• 현실에서는 직업이 둘 이상인 사람이 존재할 수 있지만, 관계 데이터 모델은 이런 복잡한 개념을 배제하고 릴레이션을 단순한 구조로 정의하고자 하는 특징이 있어 다중 값을 허용하지 않는다.

키의 종류

• 투플(row)을 유일하게 구별하기 위해 모든 속성을 이용하는 것보다 일부 속성만 이용하는 것이 효율성을 높일 수 있다.

• 구별해주는 역할은 속성 또는 속성들의 집합인 키가 담당한다.

• 키(key)는 관계 데이터 모델에서 중요한 제약조건을 정의한다.

• 관계 데이터 모델에서는 키를 5가지로 분류할 수 있다.

  • 기본키(primary key)
  • 대체키 (alternate key)
  • 외래키 (foreign key)
  • 슈퍼키 (super key)
  • 후보키 (candinate key)

슈퍼키 (super key)

• 슈퍼키는 유일성의 특성을 만족하는 속성 또는 속성들의 '집합'이다. 유일성(uniqueness)은 키가 갖추어야 하는 기본 특성으로, 하나의 릴레이션에서 키로 지정된 속성 값은 투플마다 달라야 한다는 의미다. 즉 키 값이 같은 투플은 존재할 수 없다.

후보키(candinate key)

• 후보키는 유일성과 최소성을 만족하는 속성 또는 속성들의 집합이다. 최소성은 꼭 필요한 최소한의 속성들로만 키를 구성하는 특성이다. 그러므로 하나의 속성으로 구성된 키는 당연히 최소성을 만족한다.

• 후보키는 투플을 유일하게 구별하기 위해 꼭 필요한 최소한의 속성들로만 이루어지므로 슈퍼키 중에서 최소성을 만족하는 것이 후보키가 된다.

• 후보키가 되기 위해 만족해야하는 유일성과 최소성의 특성은 새로운 투플이 삽입되거나 기존 투플의 속성값이 바뀌어도 유지되어야한다.

• 그리고 후보키를 선정할 때는 현재의 릴레이션 내여ㅛㅇ, 즉 릴레이션 인스턴스만 보고 유일성과 최소성을판단해서는 안된다.

기본키(primary key)

• 릴레이션에서 투플을 구별허기 위해 여러 개의 후보키를 모두 사용할 필요는 없다. 데이터 베이스 설계자나 관리자는 여러 후보키 중에서 기본적으로 사용할 키를 반드시 선택해야하는데 이것이 기본키(primary key)다. 만약 후보키가 1개만 존재하면 강연히 해당 후보키를 기본키로 선택해야 하겠지만 여러 개일 경우에는 데이터베이스 사용 환경을 고려하여 적합한 것을 기본키로 선택하면 된다.

기본키의 기준

• 널 값을 가질 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합하다.
  • 기본키가 널 값인 투플은 다른 투플들과 구별하여 접근하기 어려우므로 이런 가능성이 있는 키는 기본키로 선택하지 않는 것이 좋다.
• 값이 자주 변경될 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합하다.
  • 값이 자주변경되는 속성으로 구성된 후보키를 기본키로 선택하면 속성 값이 바뀔 때마다 기본키 값으로 적합한지 여부를 판단해야 하므로 번거롭다.
    그러므로 값이 자주 변경되지 않는 속성으로 구성된 후보키를 기본키로 선택하는 것이 좋다.

단순한 후보키를 기본키로 선택한다.

• 단순한 후보키는 자릿수가 적은 정수나 문자열의 속성으로 구성되거나, 구성하는 속성의 개수가 적은 후보키다.

대체키(alternate key)

• 대체키(alternate key)는 기본키로 선택되지 못한 후보미들이다.
• 대체키는 기본키를 대신할 수 있지만 기본키가 되지 못하고 탈락한 이유가 있다.

외래키(foreign key)

• 외래키는 어떤 테이블에 소속된 속성 또난 속성 집합이 다른 테이블의 기본키가 되는 키다. 다시 말해 다른 릴레이션의 기본키를 그대로 참조하는 속성의 집합이 외래키다.
• 외래키는 테이블들 사이의 관계를 올바르게 표현하기 위해 필요하다

관계 데이터 모델의 제약

• 관계 데이터 모델에서 정의하고 있는 기본 제약 사항은 키와 관련한 무결성 제약조건(integrity)이다. 무결성은 데이터에 결함이 없는 상태, 즉 데이터가 정확하고 유효하게 유지된 상태를 말한다.

• 무결성 제약조건의 주요목적은 데이터베이스에 저장된 데이터의 무결성을 보장하고, 데이터베이스의 상태를 일관되게 유지하는 것이다. 그래서 이를 위해 필요한 세부규칙도 정의하고 있다.

• 데이터베이스가 삽입 삭세 수정 연산으로 상태가 변하더라도 무결성 제약조건은 반드시 지켜야한다.

• 관게 데이터 모델이 기본으로 포함하고 있는 무결성 제약조건에는 개체 무결성 제약조건과 참조 무결성 제약조건이 있다. 데이터베이스의 상태를 일관성있게 유지하기 위해서는 두 가지를 모두 만족시켜야 한다.

개체 무결성 제약조건

• 개체 무결성 제약조건은 기본키를 구성하는 모든 속성은 널 값을 가지면 안 된다는 규칙이다. 관계 데이터 모델에서는 릴레이션에 포함되어 있는 투플들을 유일하게 구별해주고 각 투플에 쉽게 접근할 수 있도록 릴레이션마다 기본키를 정의한다.

• 그런데 기본키를 구성하는 속성 전체나 일부가 널 값이 되면 투플의 유일성을 판단할 수 없어 기본키의 본래 목적을 상실하게 된다.

• 개체 무결성 제약조건을 만족시키려면 투플이 삽입되는 연산관 기존 투플의 기본키 속성 값이 변경되는 연산이 발생할 때 기본키에 널 값이 포함되는 상황에서는 연산의 수행을 거부하면 된다.

참조 무결성의 제약조건(referenital intergrity constraint)

• 개체 무결성 제약조건이 기본키에 대한 규칙으로 각 릴레이션마다 적용된다면, 참조 무결성 제약조건은 외래키에 대한 규칙으로 연관된 릴레이션들에 적용된다.

• 참조 무결성 제약조건이란 외래키는 참조할 수 없는 값을 가질 수 없다는 규칙이다.

• 외래키는 다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 속성이고 릴레이션 간의 관게를 표현하는 역할을 한다. 그런데 외래키가 자신이 참조하는 릴레이션의 기본키와 상관이 앖는 값을 갖게 되면 두 릴레이션을 연관시킬 수 없으므로 외래키 본래의 의미가 없어진다.

• 외래키는 자신이 참조하는 릴레이션에 기본키 값으로 존재하는 값, 즉 참조 가능한 값만 가져야 한다.