데이터와 정보
- 데이터 (Data)
- 관찰이나 측정을 통해서 수집된 사실(facts)이나 값(value)
- 정량적 또는 정성적인 실제 값
- 정보 (Information)
- 의사결정에 도움이 되도록 데이터를 의미 있는 패턴으로 정리한 것
- 데이터에 의미를 부여한 것
데이터의 구조
- 논리적 구조 (logical organization)
- 사용자의 관점에서 본 데이터의 개념적 구조
- 데이터의 논리적 배치
- 논리적 레코드
- 물리적 구조 (physical organization)
- 저장 관점에서 본 데이터의 물리적 배치
- 저장장치에 저장된 데이터의 실제 구조
- 물리적 레코드
데이터베이스
- 데이터의 집합체
- 조직에 필요한 정보를 얻기 위해
- 논리적으로 연관된 데이터를 모아서
- 구조적으로 통합해 놓은 것
- 여러 사용자나 응용프로그램이 공유
- 동시 접근 가능
데이터베이스 관리 시스템 (DBMS)
- 데이터베이스를 관리해주는 소프트웨어 시스템
- Oracle, MS SQL Server, MySQL, …..
데이터베이스 시스템
- 통합된 데이터를 관리, 처리 및 사용자에게 서비스하기 위한 전체 시스템
- 데이터베이스 (DB)
- 데이터베이스 관리 시스템 (DBMS)
- 데이터 언어 (Data Language)
- 사용자 (User)
- 데이터베이스 관리자 (DBA)
- 데이터베이스 컴퓨터 (Database Computer)
- 시스템
데이터베이스 시스템의 구조
데이터베이스 / DBMS 특징
- 데이터 공유
- 필요한 자료를 한 번만 데이터베이스에 저장하고
- 모든 응용프로그램(사용자)가 공유
- 데이터 중복 방지, 최신 데이터 유지, 일관성 보장
- 이전의 File System에서는 여러 응용프로그램에서 데이터를 중복하여 저장/관리 - 많은 문제 발생
- 데이터 중복의 최소화
- 동일한 데이터가 여러 개 중복되어 저장되는 것 방지
- 데이터의 독립성
- 데이터베이스 크기 변경하거나 데이터 파일의 저장소 변경 시 기존에 작성된 응용 프로그램에는 영향을 미치지 않도록 데이터의 독립성 보장
- 프로그램과 데이터 분리
- 데이터의 안정성 향상
- 대부분의 DBMS가 제공하는 백업-복원 기능 이용
- 데이터가 손상되는 문제가 발생할 경우 원상으로 복원, 복구하는 방법이 명확해짐
데이터의 무결성 (Integrity)
- 데이터베이스 안의 데이터는 오류가 없어야 하고
- 데이터베이스에 저장된 데이터 값과 표현하는 현실 세계의 실제값이 일치해야 함
- 데이터가 상호간에 모순성이 없고, 현실 세계에 모순되지 않도록 데이터 유지
- 동일한 데이터가 두 곳에 저장되어 있는 경우, 어느 한 곳의 데이터만 갱신되고, 다른 곳의 데이터는 갱신되지 않는 경우, 두 데이터 간의 불일치로 데이터의 무결성이 보장되지 않음
- 데이터베이스 시스템에서는 이러한 오류를 방지하기 위해 외래키를 사용하여 데이터간(테이블 간) 모순성 배제
- 무결성 제약 조건
- 무결성을 보장하기 위해 정확하지 않은 데이터가 데이터베이스 내에 저장되는 것을 방지하기 위한 제약 조건
- 보안
- 데이터베이스의 테이블에 따라 접근 권한 다르게 하여 데이터베이스의 비밀 유지와 조작 방지
- 데이터 추상화
- 데이터베이스에서는 사용자에게 저장구조의 복잡성을 숨기고
- 테이블 개념만으로 DB를 생성/관리할 수 있도록 지원
- 다양한 뷰 제공
- 다양한 형태(뷰)로 사용자에게 필요한 DBMS 데이터 세트 제공
- 수천 가지의 뷰 정의 가능
- 사용자 편의성 제고
- 보안 및 권한 관리
데이터베이스 관리 시스템의 기능
데이터베이스 언어
데이터베이스를 구축하고 이용하기 위한 데이터베이스 관리시스템과의 통신 수단
데이터 정의어 (DDL : Data Definition Language)
- 데이터베이스 구조 정의를 위한 언어
- 데이터베이스 구조, 데이터 형식, 접근 방식 등 데이터베이스 구축 및 변경
- 데이터베이스의 논리적, 물리적 구조 정의 및 변경
- 스키마(Schema)에 사용되는 제약 조건 정의
- 스키마 : 데이터베이스의 전체 구조 명시
- 데이터의 물리적 순서 규정
- CREATE / ALTER / DROP
데이터 조작어 (DML : Data Manipulation Language)
- 데이터 처리를 위해 응용프로그램과 데이터베이스 관리 시스템 간의 인터페이스를 위한 언어
- 데이터 처리 연산 기능
- 검색, 삽입, 삭제, 갱신, 연산 등
- INSERT / DELETE / UPDATE / SELECT
- CRUD(Create / Read / Update / Delete)
데이터 제어어 (DCL : Data Control Language)
- 보안 및 권한 제어, 데이터 무결성, 복구, 병행 제어 등을 위한 언어
- 데이터 보안 : 권한이 없는 접근으로 부터 보호
- 데이터 무결성 : 데이터의 정확성, 안전성 보장
- 데이터 복구(회복) : 시스템 오류 등으로 부터 회복
- 병행 제어 : 다수 사용자가 공유
- GRANT / REVOKE / COMMIT / ROLLBACK
데이터베이스의 발전
오프라인 관리
- 종이에 연필로 기록해 장부로 관리
파일 시스템 사용
- 컴퓨터 파일에 기록/저장 - 메모장, 엑셀 활용
- 컴퓨터에 저장된 파일의 내용은 읽고, 쓰기가 편한 약속된 형태의 구조 사용
- 데이터 중복으로 인한 불일치 문제
데이터베이스 관리시스템 (DBMS)
- 파일시스템의 단점 보완
- 대량의 데이터를 보다 효율적으로 관리하고 운영
- 중복 제거
DBMS 종류
계층형 DBMS
- 처음으로 나온 DBMS 개념 - 1960년대에 시작
- 레코드들을 계층구조로 표현한 데이터 모델 사용
- 검색 빠르지만, 구조 변경 어렵고, 데이터 중복 문제 발생
네트워크형 DBMS
- 레코드 타입과 링크(Pointer들의 집합)로 구성
- 복잡한 내부 포인터 사용
- 프로그래머가 이 모든 구조를 이해해야만 프로그램의 작성 가능
관계형 DBMS
- 논리적 구조가 2차원 Table 형태
- Oracle, DB2, Informix, Sybase, MS SQL Server, MySQL
- 속성값 사용
관계형 데이터베이스
관계형 데이터 모델
- 데이터를 2차원 테이블 형태인 릴레이션 구조로 표현하는 논리적 데이터 모델
릴레이션
- 관계형 데이터 구조
- 데이터를 원자값(Atomic Value)으로 갖는 2차원 테이블로 표현
- 논리적 구조이므로 다양한 정렬 기준을 통하여 릴레이션 표현 가능
릴레이션(테이블) 스키마 - 구조
- 릴레이션에 데이터를 넣을 수 있도록 하는 릴레이션 틀
- 릴레이션 이름, 속성 이름, 속성값의 도메인 정의
- 릴레이션 : 테이블
- 속성 : 필드, 열, 칼럼
- 튜플 : 행 (레코드, 로우)
속성(Attribute) : 필드, 열, 칼럼
- 데이터베이스를 구성하는 가장 작은 논리적 단위
- 개체의 특성, 상태 등 기술
- 파일 구조의 데이터 필드에 해당
- 속성 : 학번, 이름, 학과, 학년, ….
도메인 (Domain)
- 릴레이션에서 하나의 속성이 취할 수 있는 같은 타입의 원자값들의 집합
- 예 : [학년] 속성의 경우 도메인은 1~4 또는 1~5
- 실제 속성값이 나타날 때 속성값의 적법 여부를 검사하는데 이용
- 예 : [성별] 속성의 경우 도메인 ‘남자’, ‘여자’
릴레이션 스키마 표현
- 릴레이션 이름(속성1, 속성2, 속성3, ..)
- 예 : 학생 (학번, 이름, 학과, 학년)
릴레이션 인스턴스
- 어느 시점의 릴레이션에 들어 있는 튜플(행)들의 집합
- 동적 성질 (삽입, 삭제, 갱신으로 시간에 따라 변함)
튜플(Tuple)
- 릴레이션의 행 (Row) : 데이터 행
- 릴레이션 내의 모든 튜플(행)은 서로 중복되어서는 안 됨
릴레이션(테이블)의 특징
속성(열)은 단일 값을 가진다
- 각 속성의 값은 도메인에 정의된 값만을 가지며 그 값은 모두 단일 값이어야 한다
- 한 속성은 2개 이상의 값을 가질 수 없다
속성은 서로 다른 이름을 가진다
- 속성은 한 릴레이션에서 서로 다른 이름을 가져야만 한다
- 동일한 이름의 속성명이 존재해서는 안 된다
한 속성의 값은 모두 같은 도메인 값을 가진다
- 한 속성에 속한 열은 모두 그 속성에서 정의한 도메인 값만 가질 수 있다
속성의 순서는 상관없다
- 속성의 순서가 달라도 릴레이션 스키마는 같다
- 열의 순서를 변경하더라도 이 관계의 내용은 전혀 변하지 않는다
릴레이션 내의 중복된 튜플은 허용하지 않는다
- 하나의 릴레이션 인스턴스 내에서는 서로 중복된 값을 가질 수 없다
- 모든 튜플은 서로 값이 달라야 한다
- 각 튜플(행)을 서로 다르게 구별 짓는 속성 - 기본키
튜플의 순서는 상관없다
- 행의 순서가 달라도 같은 릴레이션이다
- 관계 데이터 모델의 행은 실제적인 값을 가지고 있으며
- 이 값은 시간이 지남에 따라 데이터의 삭제, 수정, 삽입에 따라 순서가 바뀔 수 있다
관계 데이터 제약
제약 (Constraints)
- 데이터베이스에 저장되는 데이터에 대한 규칙
- 데이터베이스의 기본 구조를 유지하고
- 현실세계에서 데이터가 갖는 의미를 보다 정확하게 표현하고
- 데이터의 오류를 방지하기 위한 중요한 수단
관계 데이터 제약
- 키
- 무결성 제약 조건
키(Key)
- 릴레이션을 구성하는 각 튜플(행)을 속성(열)값에 의해 유일하게 식별할 수 있게 해주는 속성 또는 속성의 집합
- 릴레이션은 중복된 튜플을 허용하지 않기 때문에 각 튜플에 포함된 속성들 중 어느 하나(혹은 하나 이상)는 값이 달라야 한다
기본키 (주 키, Primary Key, PK)
- 한 테이블에서 모든 행을 유일하게 구별할 수 있는 열(속성)
- NULL 값은 허용하지 않음
- 키 값의 변동이 일어나지 않아야 함
- 예1 : 학생 (학번, 성명, 학과, 학년)
- 기본키 : 학번
- 예2 : 대한민국 국민 (주민번호, 성명, ….)
- 기본키 : 주민번호
- 예3 : 상품 (상품번호, 상품명, 가격, 제조사,...)
- 기본키 : 상품번호
외래키 (Foreign Key, FK)
- 다른 테이블의 기본키를 참조하는 속성
- 테이블 간의 관계(relationship) 표현 사용
- 참조하고(외래키) 참조되는(기본키) 양쪽 릴레이션의 도메인은 서로 동일
- 참조되는(기본키) 값이 변경되면 참조하는 (외래키) 값도 변경
- NULL 값과 중복값 허용
복합키
- 여러 개의 속성을 묶어서 기본키로 사용하는 키
