3. 논리 데이터베이스 설계

관계 데이터 모델 (Relation Data Model)

   1) 정의

      - 실세계 데이터를 행과 열로 구성된 테이블 형태로 구성된 모델

      - 수학자 E.F.Codd 박사가 제안한 모델

 

   2) 관계 데이터 모델의 구성요소

구성요소	설명
릴레이션 (Relation)	행(Row)과 열(Column)로 구성된 테이블 / 테이블
튜플 (Tuple)	릴레이션의 행(Row)에 해당되는 요소 / 데이터
속성 (Attribute)	릴레이션의 열(Column)에 해당하는 요소 / 컬럼
카디널리티 (Cardinality)	튜플(Row)의 수
차수 (Degree)	속성(Attribute/Column)의 수
스키마 (Schema)	데이터베이스의 구조, 제약조건 등의 정보를 담고 있는 기본적인 구조
인스턴스 (Instance)	정의된 스키마에 따라 생성된 테이블에 실제 저장된 데이터의 집합

 

   3) 관계 대수와 관계 해석

구분	관계 대수	관계 해석
특징	절차적 언어 (순서 명시)	비절차적 언어
목적	어떻게 유도하는가? (How)	무엇을 얻을 것인가? (What)
종류	일반 집합 연산자, 순수 관계 연산자	튜플 관계 해석, 도메인 관계 해석

 

   4) 관계 대수 인반 집합 연산자

      - ∪ 합집합 (Union)

      - ∩ 교집합 (Intersaction)

      -  ㅡ 차집합 (Difference)

      - × 카티션 프로덕트 (CARTESIAN Product)

 

   5) 순수 관계 연산자

      - σ 셀렉트 (Select)

      - π 프로젝트 (Project)

      - ⋈ 조인 (Join)

      - ÷ 디비전 (Division)

 

시스템 카탈로그 (System Catalog)

   1) 정의

      - DBMS, 자동으로 DDL 실행으로 생성되는 테이블, 뷰, 인덱스, 패키지, 접근 권한 등의 DB 구조 및 통계 정보를 저장한다

      - 자료 사전

      - 시스템 카탈로그에 저장된 정보 : 메타 데이터 (Meta Data)

 

3. 데이터 모델 (Data Model)

   1) 정의 

      - 현실 세계의 정보를 인간과 컴퓨터가 이해할 수 있도록 추상화하여 표현한 모듈

   

   2) 데이터 모델에 표시해야 할 요소

      - 논리적 데이터  구조

      - 연산

      - 제약조건

 

   3) 데이터 모델 절차

      - 개념적 데이터 모델

      - 논리적 데이터 모델

      - 물리적 데이터 모델

 

   4) 논리적 설계 단계(논리적 데이터 모델)에서 수행하는 작업

      - 논리적 데이터베이스 구조로 매핑(Mapping)

      - 트랜잭션 인터페이스 설계

      - 스키마의 평가 및 정제

 

   5) 물리적 설계 단계(물리적 데이터 모델)에서 수행하는 작업

      - 저장 레코드 양식 설계

      - 레코드 집중의 분석 및 설계

      - 접근 경로 설계

 

개체 - 관계(E-R) 모델

   1) 개체 - 관계(E-R) 모델 구성요소

      - 개체 (Entity)

      - 속성 (Attribute)

      - 관계 (Relationship)

 

   2) 개체 - 관계(E-R) 다이어그램 기호

구성	기호
개체	□ 사각형
관계	◇ 마름모
속성	○ 타원
다중 값 속성	◎ 이중 타원
관계-속성 연결	ㅡ 선

 

데이터베이스 정규화 (DB Normalization)

   1) 정의

      - 관계형 데이터 모델에서 데이터의 중복성을 제거하여 이상 현상을 방지

      - 데이터의 일관성과 정확성을 유지하기 위해 무손실 분해하는 과정

 

   2) 목적

      - 중복 데이터를 최소화하여 테이블 불일치 위험을 최소화

      - 수정, 삭제 시 이상 현상을 최소화함으로써 데이터 구조의 안전성 최대화

      - 어떠한 릴레이션(테이블)이라도 데이터베이스 내에서 표현 가능하게 함

      - 데이터  삽입 시 릴레이션(테이블)의 재구성에 대한 필요성 최소화

      - 효과적인검색 알고리즘 생성 가능

 

   3) 데이터베이스 정규화 단계 ⭐

단계	조건
1정규형 (1NF)	원자 값으로 구성
2정규형 (2NF)	부분 함수 종속 제거 (완전 함수적 종속 관계)
3정규형 (3NF)	이행 함수 종속 제거
보이스 - 코드 정규형 (BCNF)	결정자가 후보 키가 아닌 함수 종속 제거
4정규형 (4NF)	다치 (다중 값) 종속성 제거
5정규형 (5NF)	조인 종속성 제거

 

논리 데이터 모델 품질 검증

   1) 정의

      - 데이터 모델이 업무환경에서 요구하는 사항을 시스템적으로 구현할 수 있는가를 객관적으로 평가하는 검증

   

   2) 데이터 모델 요건

      - 완전성, 중복배제, 비즈니스 룰, 데이터 재사용, 안정성 및 확장성, 간결성, 의사소통, 통합성

 

   3) 데이터 모델 품질 검증 기준

      - 정확성, 완전성, 준거성, 최신성, 일관성, 활용성 

 

정리하기

1. 관계 데이터 모델 (Relation Data Model)
   - 수학자 E.F.Codd 박사가 제안한 모델
   - 구성요소 : 릴레이션, 튜플, 속성, 카디널리티, 차수, 스키마, 인스턴스, 도메인
   - 연산자
      일반 집합 : 합집합, 교집합, 차집합, 카티션 프로덕트
      순수 관계 : 셀렉트, 프로젝트, 조인, 디비전

2. 시스템 카탈로그 (System Catalog)
   - 자료 사전
   - 저장된 정보: 메타 데이터 (Meta Data)

3. 데이터 모델 (Data Model)
   - 표시해야 할 요소 : 논리적 데이터 구조, 연산, 제약구조
   - 절차 : 개념적 데이터 모델, 논리적 데이터 모델, 물리적 데이터 모델
   - 논리적 설계 : 논리적 구조 매핑 > 트랜잭션 인터페이스 설계 > 스키마 평가 및 정제
   - 물리적 설계 : 저장 레코드 양식 설계 > 레코드 집중의 분석 및 설계 > 접근 경로 설계

4. 개체-관계(E-R) 모델
   - 구성요소 : 개체, 속성, 관계
   - 다이어그램 기호 : 개체(사각형), 관계(마름모), 속성(타원), 다중 값 (이중 타원), 관계-속성(선)

5. 데이터베이스 정규화 (DB Normalization)
   - 1정규형/1NF : 원자값으로 구성
   - 2정규형/2NF : 부분 함수 종속 제거, 완전 함수적 종속 관계
   - 3정규형/3NF : 이행 함수 종속 제거
   - 보이스 - 코드/정규형 (BCNF): 결정자가 후보 키가 아닌 함수 종속 제거
   - 4정규형/4NF : 다치 (다중 값) 종속성 제거
   - 5정규형/5NF : 조인 종속성 제거

6. 논리 데이터 모델 품질 검증
   - 요건 : 완전성, 중복배제, 비즈니스 룰, 데이터 재사용, 안정성 및 확장성, 간결성, 의사소통, 통합성
   - 검증 기준 : 정확성, 완전성, 준거성, 최신성, 일관성, 활용성 

 

4. 물리 데이터베이스 설계 (1)