[정보처리기사]데이터베이스 개념 및 모델링

데이터베이스 개념

< 데이터베이스 정의 >

• 통합된 데이터 : 자료의 중복을 배제한 데이터의 모임
• 저장된 데이터 : 저장 매체에 저장된 자료
• 운영 데이터 : 조직의 고유 업무 수행을 위해 반드시 필요한 자료
• 공용 데이터 : 여러 응용 시스템들이 공동 소유하는 자료

< 데이터베이스 특징>

• 실시간 접근성 : 실시간 처리에 대한 응답이 가능해야 한다.
• 계속적인 변화 : 데이터 삽입, 수정, 삭제, 갱신으로 항상 최신의 데이터를 유지해야 한다.
• 동시 공용 : 다수의 사용자가 동시에 같은 내용의 데이터를 이용할 수 있어야 한다.
• 내용 참조 : 데이터를 참조시 사용자가 요구하는 데이터 내용으로 데이터를 찾는다.

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DBMS 기능

< DBMS 정의 >

• 사용자와 데이터베이스 상에서 사용자의 요구에 따라 정보를 생성 및 관리해주는 소프트웨어
• 파일 시스템의 단점인 종속성, 중복성의 단점을 해결한다.

< DBMS 필수 기능 >

• 정의(Definition) 기능
  • 데이터베이스에 저장할 데이터의 형과 구조에 대한 정의, 이용 방식, 제약 조건 등을 명시하는 기능
  • 데이터와 데이터 관계를 명확히 명세할 수 있어야 한다.
• 조작(Manipulation) 기능
  • 데이터 검색/갱신/삽입/삭제 등을 체계적으로 처리하기 위해 사용자<->데이터베이스 사이의 인터페이스 수단 제공
• 제어(Control) 기능
  • 데이터의 무결성이 유지되어야 한다.
  • 사용자별 허가된 데이터만 접근할 수 있도록 권한 검사를 수행한다.
  • 여러 사용자가 데이터베이스를 동시에 접근해 데이터를 처리할 때 처리 결과가 항상 정확성을 유지하도록 병행 제어를 수행해야 한다.

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스키마

• 데이터베이스의 구조와 제약조건에 관한 전반적인 명세를 기술한 메타데이터 집합이다.
• 스키마는 데이터 개체(Entity), 속성(Attribute), 관계(Relationship) 및 제약 조건에 전반적으로 정의한다.
• 외부 스키마
  • 사용자가 각 개인의 입장에서 필요로 하는 데이터베이스 논리적 구조를 정의한 것
  • 일반 사용자는 SQL을 이용해 DB를 쉽게 사용할 수 있다.
• 개념 스키마
  • 데이터베이스의 전체적인 논리적 구조로 단순 스키마라고 하면 개념 스키마를 의미한다.
  • 개체간의 관계와 제약조건, 접근권한, 보안 및 무결성 규칙에 관한 명세를 정의한다.
• 내부 스키마
  • 물리적 저장장치의 입장에서 본 데이터베이스 구조로 시스템 설계자가 보는 관점의 스키마를 의미한다.
  • 실제로 데이터베이스에 저장될 레코드의 물리적인 구조를 정의하고 저장 데이터 표현 방법, 내부 레코드 물리적 순서 등을 나타낸다.

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데이터 모델

• 개체(Entity) : 레코드에 대응하는 것으로 어떤 정보를 제공하는 역할 수행
• 속성(Attribute) : 데이터의 가장 작은 논리적 단위로서 파일 구조상의 데이터 항목 또는 데이터 필드에 해당

< E-R 모델 >

• 개체와 개체간의 관계를 기본 요소로 이용하여 데이터를 개념적인 논리 데이터로 표현하는 방법

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데이터베이스 설계

< 데이터베이스 설계 고려 사항>

• 무결성 : 삽입, 삭제, 갱신 등의 연산 후에도 저장된 데이터가 정해진 제약 조건을 항상 만족해야 함
• 일관성 : 데이터베이스에 저장된 데이터들 사이나 특정 질의에 대한 응답이 처음부터 끝까지 일정해야 함
• 회복 : 시스템 장애가 발생시 장애 발생 직전 상태로 복구할 수 있어야 함
• 보안, 효울성, 데이터베이스 확장 등…

< 개념적 설계 >

• 현실 세계에 대한 인식을 추상적 개념으로 표현하는 과정
• 개념 스키마 모델링과 트랜잭션 모델링을 병행 수행한다.
• 요구 분석 단계에서 나온 결과를 DBMS에 독립적인 E-R 다이어그램으로 작성

< 논리적 설계 >

• 현실 세계 자료를 컴퓨터가 처리할 수 있는 물리적 저장장치에 저장할 수 있도록 변환하기 위해 논리적 구조로 변환시키는 과정
• 데이터 타입과 데이터 타입들 간의 관계로 표현되는 논리적 구조의 데이터로 모델화
• 개념 스키마를 평가 및 적재하고 DBMS에 따라 서로 다른 논리적 스키마를 설계하는 단계
• 트랜잭션 인터페이스 / 테이블 설계

< 물리적 설계 >

• 논리적 구조로 표현된 데이터를 물리적 저장장치에 저장할 수 있는 물리적 구조의 데이터로 변환하는 과정
• 데이터베이스 파일의 저장 구조 및 액세스 경로를 결정한다
• 저장 레코드의 형식, 순서, 접근 경로와 같은 정보를 사용하여 데이터가 저장되는 방법을 묘사한다.
• 저장 레코드 양식 설계, 레코드 집중의 분석 및 설계, 접근 경로 설계 등이 필수적으로 포함
• 기본적인 데이터 단위는 저장 레코드이며 여러 타입의 저장 레코드 집합이다
• 고려 사항 : 인덱스 구조, 레코드 크기, 레코드 개수, 트랜잭션 갱신과 참조 성향 등