📃 데이터베이스 개념

JeongMin·2023년 7월 28일

데이터베이스

파일 시스템

파일 시스템은 각각의 응용 프로그램이 자신의 데이터를 파일 형태로 별도로 관리하고 파일 중심의 데이터 처리 시스템이다.

DBMS

데이터 베이스를 관리하고 운영하는 소프트웨어를 DBMS(Database Management System)라고 한다.

파일 시스템과 DBMS의 차이점

중복성, 일관성

파일 시스템은 파일을 따로 관리해 중복성이 존재하고 일관성이 보장되지 않는 반면에 DBMS는 하나의 데이터베이스에 통합하여 데이터의 중복을 최소화하고 일관성이 보장된다.

종속성, 독립성

파일 시스템은 데이터(파일)와 응용 프로그램이 종속관계에 있어 응용 프로그램을 변경하려면 파일을 변경해야 하고 파일을 변경하면 응용프로그램을 변경해야 합니다.

동시성

파일 시스템은 동일한 파일 두 개 이상의 프로그램이 동시에 접근할 수 없지만 DBMS는 동일한 데이터에 다수 사용자가 동시에 접근할 수 있다.

보안성

파일 시스템은 데이터가 저장되어 있는 파일은 응용 프로그램 없이도 파일을 열 수 있는 반면에 DBMS는 사용자들마다 부여해주는 각 테이블에 대한 접근 권한이 있어 보안성이 보장된다.

회복성

파일 시스템은 응용 프로그램에서 파일 내의 데이터를 수정하는 도중 강제로 파일이 닫히는 사고가 있을 때 데이터를 복구하는 기능이 없는 반면에 DBMS는 장애 발생 시 데이터를 복구할 수 있는 회복 기법이 있다.

구조적 차이

파일 시스템은 특정한 구조가 존재하지 않는 반면에 DBMS는 테이블 형태로 저장된다.

데이터베이스의 특징

실시간 접근성 : 사용자의 질의에 대하여 즉각적인 처리와 응답이 이루어진다.
계속적인 변화 : 생성, 수정, 삭제를 통하여 항상 최신의 데이터를 유지함
동시 공유 : 사용자들이 원하는 데이터를 동시에 공유할 수 있음
내용에 따른 참조 : 사용자가 원하는 데이터를 주소가 아닌 내용에 따라 참조할 수 있음
응용 프로그램과 데이터베이스는 독립되어 있으므로, 데이터의 논리적 구조와 응용 프로그램은 별개로 동작한다.

DBMS란?

DBMS(Database Management System)는 데이터베이스에 접근하여 데이터베이스 정의, 조작, 제어 등 데이터베이스 관리를 지원하는 소프트웨어를 뜻한다.

스키마와 스키마 3계층

스키마

스키마는 DB의 구조와 제약 조건에 관한 전반적인 명세를 정의한 메타 데이터(다른 데이터를 설명해 주는 데이터)의 집합이다.
스키마는 데이터 사전(Data Dictionary)에 저장된다.
개체의 특성을 나타내는 속성(Attribute)과 속성들의 집합으로 이루어진 개체(Entity), 개체 사이에 존재하는 관계(Relation)에 대한 정의와 제약 조건을 기술한 것이다.

외부 스키마(External Schema) = 사용자 뷰

개별 사용자들의 입장에서 데이터 베이스의 논리적 구조를 정의한 것이다.
동일한 데이터에 대해 서로 다른 관점을 정의할 수 있도록 허용한다.
하나의 데이터베이스 시스템에는 여러 개의 외부 스키마가 존재 가능하며, 하나의 외부 스키마를 여러 개의 응용 프로그램이나 사용자가 공용할 수 있다.
일반 사용자는 질의어(SQL)을 이용하여 DB를 쉽게 사용할 수 있다.

개념 스키마(Conceptual Schema) = 전제적인 뷰

데이터베이스의 전체 조직에 대한 논리적인 구조로, 물리적인 구현은 고려하지 않는다.
각 데이터베이스에는 한 개의 개념 스키마만 존재한다.
개체 간의 관계 및 무결성 제약 조건에 대한 명세를 정의한다.
데이터베이스 파일에 저장되는 데이터의 형태를 나타낸다.
기관이나 조직체의 관점에서 데이터베이스를 정의한 것이며 데이버베이스 관리자에 의해 구성된다.

내부 스키마(Internal Schema) = 저장 스키마

물리적 저장장치의 입장에서 본 데이터베이스 구조이다.
개념 스키마를 디스크 기억장치에 물리적으로 구현하기 위한 방법을 기술한 것이다.
저장될 데이터 항목의 내부 레코드 형식, 물리적 순서 등을 나타낸다.
시스템 프로그래머나 시스템 설계자가 보는 관점이 스키마이다.

데이터 독립성

데이터베이스 내의 데이터, 사용자 및 응용 프로그램, 데이터베이스의 저장 구조가 서로 영향을 받지 않는 성질을 의미한다.
논리적 독립성은 개념 스키마가 변경되어도, 외부 스키마에 영향을 주지 않는다.
물리적 독립성은 내부 스키마가 변경되어도, 개념 스키마나 외부 스키마에 영향을 주지 않는다.

RDBMS(관계형 데이터베이스 관리시스템)

RDBMS는 관계형 데이터베이스를 저장, 관리, 조작할 수 있는 소프트웨어다.

모든 데이터를 2차원 테이블로 표현하고 테이블들 간에 관계를 설정하여 데이터를 구성한다.
정규화를 통해 데이터의 중복성을 최소화하여 트랜잭션을 수행하는 것이 더욱 쉽다.

렐레이션 스키마

릴레이션 스키마(Relation Schema)는 릴레이션(테이블)에 어떤 정보가 담길지 속성을 정의한 것이다. 해당 릴레이션의 열(Column)에 대한 구조와 제약조건을 명시한다.

릴레이션 인스턴스

릴레이션 인스턴스(Relation Instance)는 릴레이션 스키마에 저장된 데이터의 집합이다. 각 행은 릴레이션 스키마에 정의된 속성들에 대한 실제 값들을 포함한다.

차수

릴레이션의 차수(Degree)는 속성(릴레이션 스키마의 열)의 총 개수를 의미한다.

카디널리티

카디널리티(Cardinality)는 튜플(릴레이션의 행)의 총 개수를 의미한다.

데이터베이스 키(Key)

슈퍼 키(Super Key)

릴레이션에서 튜플을 유일하게 식별할 수 있는 값이면 모두 슈퍼키가 될 수 있다.
유일성은 만족하지만 최소성은 만족하지 못한다.

후보 키(Candidate Key)

후보키는 기본기가 될 수 있는 후보로 릴레이션에서 각 튜플을 유일하게 식별할 수 있는 속성들의 집합이다.
다른 데이터와 중복이 있어선 안된다.
유일성과 최소성을 만족한다.

기본 키(Primary key)

기본 키를 설정하면 다른 릴레이션의 외래키와 관계를 맺고 상호작용을 할 수 있다.
릴레이션을 대표하는 키이며 어떤 후보키를 기본키로 지정하는지는 데이터베이스 관리자나 설계자가 정한다.
기본 키를 정할 때 릴레이션 내 튜플을 식별할 수 있는 고유한 값을 가져야 하고 NULL값은 허용되지 않으며 키는 변하지 않아야 하고 최대한 적은 수의 속성을 가진 것이 좋다.

외래 키(Foreign key)