[정보처리기사][데이터 입출력 구현] 관계형 데이터베이스

관계형 데이터 베이스

2차원적인 표(Table)를 이용해서 데이터의 상호 관계를 정이하는 데이터베이스

• 1970년 IBM에서 근무하던 코드에 의해 처음 제안되었습니다.
• 개체와 관계를 모두 릴레이션이라는 표로 표현합니다.
• 즉, 개체 릴레이션과 관계 릴레이션이 존재합니다.
• 간결하고 보기 편리하며, 다른 데이터베이스로의 변환이 용의 합니다.
• 성능이 다소 떨어지는 단점이 있습니다.

1. 관계형 데이터베이스의 릴레이션 구조

릴레이션은 데이터들을 표의 형태로 표현한 것

 

1.1 속성 - Attribute

데이터베이스를 구성하는 가장 작은 논리적 단위

• 파일 구조상의 데이터의 항목 또는 데이터 필드에 해당됩니다.
• 속성은 개체의 특성을 기술합니다.
• 속성의 수를 디그리(Degree) 또는 차수라고 합니다.

1.2 튜플 - Tuple

릴레이션을 구성하는 각각의 행을 말합니다.

• 튜플은 속성의 모임으로 구성됩니다.
• 파일 구조에서 레코드와 같은 의미입니다.
• 튜플의 수를 카디널리티 또는 기수 또는 대응수라고 합니다.

1.3도 메인 - Domain

하나의 속성이 취할 수 있는 같은 타입의 원자 값

• 즉 속성이 나타내는 값의 범위를 제한할 수 있습니다.
• 예를 들어 성별 속성은 "남"과 "여"의 도메인을 가지고 있습니다.

2. 릴레이션의 특징

• 튜플들은 모두 다릅니다. 
• 한 릴레이션의 튜플들은 순서가 없습니다.
• 릴레이션은 시간에 따라 튜플의 삽입, 삭제등으로 변화합니다.
• 한 릴레이션의 속성들은 순서가 큰 의미가 없습니다.
• 속성의 유일한 식별을 위해 속성의 명칭은 유일해야 합니다.
• 단 속성을 구성하는 값은 동일한 값이 있을 수 있습니다.
• 릴레이션을 구성하는 튜플을 유일하게 식별하기 위한 Key가 존재합니다.
• 속성의 값은 더 이상 논리적으로 쪼갤 수 없는 원자값만을 저장해야 됩니다.

3. 관계형 데이터 모델 - Relational Data Model

2차원적인 표를 이용해서 데이터의 상호 관계를 정의하는 DB구조

즉, 여러 데이터 테이블들의 관계를 표현하는 모델

 

• 가장 널리 사용되는 데이터 모델입니다.
• 데이터 테이블들을 하나의 DB로 묶어서 테이블 내에 속성들 간의 관계 그리고 테이블 간의 관계를 설정합니다.
• 기본키와 외래키로 데이터 간의 관계를 표현합니다.
• 계층 모델과 망 모델의 복잡한 구조를 단순화시킨 모델입니다.
• 대표적인 언어는 SQL입니다.
• 1:1, 1:N, N:M관계를 자유롭게 표현할 수 있습니다.

관계형 데이터베이스 제약조건

데이터베이스에 저장되는 데이터의 정확성을 보장하기 위해 필요한 제약 조건

• 데이터를 무결성을 위해 대표적인 장치로서 장치로서 키(Key)가 이용됩니다.
• 데이터베이스는 무결성을 가지기 위해 여러 제약조건들이 존재합니다.

1. 키 - Key

데이터베이스에서 조건에 맞는 튜플을 찾거나 정렬하기 위해 기준이 되는 속성

• 종류
  • 후보 키 - Candidate Key
  • 기본 키 - Primary Key
  • 대체 키 - Alternate Key
  • 슈퍼 키 - Super Key
  • 외래 키 - Foreign Key

1.1 후보키 - Candidate Key

한 릴레이션의 속성들 중에서 튜플을 유일하게 식별하기 위해 사용되는 속성들의 부분 집합

• 기본키로 사용할 수 있는 속성들입니다.
• 유일성과 최소성을 모두 만족시켜야 합니다.

• 유일성 : 하나의 키 값으로 하나의 튜플만을 유일하게 식별할 수 있어야 하는 성질
• 최소성 : 키를 구성하는 속성 하나를 제거하면 유일하게 식별할 수 있는 기능을 잃어버리는 성질

 

1.2 기본키 - Primary Key

후보키 중에 특별히 선정된 메인 키 

• 중복된 값을 가질 수 없습니다.
• 한 릴레이션에서 특정 튜플을 유일하게 구별할 수 있는 속성이 가진 키입니다.
• 기본키는 NULL값을 가질 수 없습니다.

 

1.3 대체키 -  Alternate Key

후보키가 둘 이상일 때 기본키를 제외한 나머지 후보키

• 대체키 또는 보조키라고도 불립니다.

1.4 슈퍼키 - Super Key

속성들의 집합으로 구성된 키

• 슈퍼키로 구성된 속성들의 집합은 유일성을 만족합니다.
• 하지만 최소성을 만족하지 못합니다.

1.5 외래키 - Foreign Key

다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 속성

• 한 릴레이션에 속한 속성 A와 참조 릴레이션의 기본키인 B가 동일한 도메인상에서 정의되었을 때 속성 A를 외래키라고 합니다.
• 외래키로 지정되면 참조 릴레이션의 기본키에 없는 값은 입력할 수 없습니다.

 

2. 무결성 - Integrity

데이터베이스의 저장된 데이터의 값의 정확성을 의미

 

2.1 무결성의 종류

데이터 베이스의 무결성을 이루기 위한 여러 제약 조건과 종류

종류	설명
개체 무결성	기본키를 구성하는 어떤 속성도 NULL값이나 중복값을 가질 수 없습니다.
참조 무결성	외래키 값은 NULL이거나 참조 릴레이션의 기본키 값과 동일해야 됩니다. 즉, 참조할 수 없는 외래키 값을 가질 수 없습니다.
도메인 무결성	주어진 속성 값이 정의된 도메인 값에 속한 값이어야 됩니다.
사용자 정의 무결성	속성값은 사용자가 정의한 제약조건에 만족되어야 합니다.
NULL 무결성	릴레이션의 특정 속성 값이 NULL이 될 수 없도록 하는 규정입니다.
고유 무결성	특정 속성에 대해 각 튜플이 갖는 속성값들이 서로 달라야 한다는 규정입니다.
키 무결성	하나의 릴레이션에는 적어도 한개이상의 키가 존재해야 된다는 규정입니다.
관계 무결성	릴레이션에 어느 한 튜플의 삽입, 또는 관계가 있는 2개의 릴레이션의 튜플들 사이의 관계에 대한 적절성 여부를 지정하는 규정입니다.

2.2 무결성을 강화 및 구현하기 위한 방법

무결성은 데이터 품질에 아주 중요한 영향이 큼. 따라서 적절한 무결성을 정의하고 강화 및 구현이 필요

 

애플리케이션	데이터 생성, 수정, 삭제 시 무결성 조건을 검증하는 코드를 프로그램 내에 추가해야됩니다.
데이터베이스 트리거	트리거 이벤트에 무결성 조건을 실행하는 절차형 SQL을 추가해야됩니다.
제약조건	데이터베이스에 제약 조건을 설정하여 무결성을 유지해야됩니다.