[DB] 데이터베이스 용어정리

💡 본 문서는 '데이터베이스에서 사용하는 용어'를 정리해놓은 글입니다.
흔히 말하는 데이터베이스인 관계형 데이터베이스를 사용하다보면 가끔 헷갈리는 용어가 있어 해당 내용을 정리해놓은 문서입니다. 참고 부탁드립니다. 

1. 데이터베이스 시스템 개요

1.1 데이터베이스(Database)

• 데이터의 대규모 저장소로서, 여러 부서에서 속하는 여러 사용자에 의해 동시에 사용됨.
• 모든 데이터가 중복을 최소화하면서 구조적으로 통합됨.
• 데이터베이스는 한 조직체의 운영 데이터뿐만 아니라 그 데이터에 관한 설명(데이터베이스 스키마, 메타데이터)까지 포함.
• 프로그램과 데이터 간의 독립성이 제공.
• 효율적으로 접근이 가능하고 질의(Query)를 할 수 있음.

1.2 Database Management System(DBMS)

데이터베이스를 정의하고, 질의어를 지원하고, 리포트를 생성하는 등의 작업을 수행하는 소프트웨어

• 새로운 데이터베이스 생성
• 데이터베이스의 구조를 명시
• 데이터를 효율적으로 질의 및 수정
• 시스템의 고장이나 권한이 없는 사용자로부터 데이터를 안전하게 보호
• 동시에 여러 사용자가 데이터베이스를 접근하는 것을 제어

1.3 데이터베이스 스키마

• 전체적인 데이터베이스 구조
• 자주 변경되지는 않음
• 데이터베이스의 모든 가능한 상태를 미리 정의. 내포(intension).
• e.g. DEPARTMENT (DEPTNO, DEPTNAME, FLOOR)

1.4 데이터베이스 상태

특정 시점에서의 데이터베이스의 내용을 의미하며, 시간이 지남에 따라 계속해서 바뀜. 외연(extension).

DEPTNO	DEPTNAME	FLOOR
1	영업	8
2	기획	10
3	개발	9

2. DBMS 발전과정

2.1 데이터 모델의 분류

• conceptual data model: 사람이 인식하는 것과 유사하게 DB의 전체적인 논리적 구조를 명시. 객체지향, Entity-Relationship(ER) 데이터 모델이 포함.
• representation data model: 최종 사용자가 이해하는 개념. 계층, 네트워크, 관계 데이터 모델이 포함.
• physical data model: 데이터베이스에 데이터가 어떻게 저장되는가? Unifying, ISAN, VSAN 등

2.2 DBMS 발전 과정

• 계층 DBMS: 트리구조를 기반으로 하는 계층 데이터 모델을 사용. DB가 생성될 때 각각의 관계를 명시적으로 정의해야하며, 레코드들이 킹크로 연결되어 있어 레코드 구조를 변경하기 어려움. 또한 many to many 관계를 처리하지 못 함.
• 네트워크 DBMS: 레코드들이 노드로, 레코드들 사이의 관계가 간선으로 표현되는 그래프를 기반으로 하는 네트워크 데이터 모델 사용.
• 관계 DBMS: 사용자는 자신이 원하는 것만 명시하고 데이터가 어디에 있는지, 어떻게 접근하는지는 DBMS가 결정(e.g. 오라클, MS SQL Server, Sybase, DB2, Informix 등).
• 객체 지향 DBMS: 데이터와 프로그램을 그룹화하고, 복잡한 객체들을 이해하기 쉬우며, 유지와 변경이 용이함(e.g. ONTOS, OpenODB, GemStone, ObjectStore, Versant, O2 등).
• 객체관계 DBMS: 관계 DBMS에 객체지향의 개념을 통합한 데이터 모델을 제안(e.g. 오라클, Informix Universal Server 등).

2.3 현대의 관계 DBMS

• 효율적인 질의 처리를 지원: 질의 최적화, 인덱싱 등
• 고급 사용자 인터페이스를 지원: SQL, 자연어, 폰 기반 등
• 트랜잭션 개념을 지원: 다수의 트랜잭션들을 동시에 실행하고, 백업과 회복을 수행.
• 특별한 데이터 타입을 지원: 이미지, HTML 링크, 공간정보 등
• 객체지향 개념을 지원
• 웝 인터페이스와 XML을 지원.
• 데이터 마이닝 연산들을 지원.
• OLAP와 데이터 웨어하우스를 지원.

3. DBMS 언어

3.1 데이터 정의어 (Data Definition Language(DDL))

• 사용자는 데이터 정의어를 사용하여 데이터베이스 스키마를 정의.
• 데이터 정의어로 명시된 문장이 입력되면 DBMS는 사용자가 정의한 스키마에 대한 명세를 시스템 카달로그 또는 데이터 사전에 저장.
  • CREATE TABLE: 데이터 구조 생성
  • ALTER TABLE: 데이터 구조 변경
  • DROP TABLE: 데이터 구조 삭제
  • CREATE INDEX: 데이터 접근을 위해 특정 애트리뷰트 위에 인덱스를 정의

3.2 데이터 조작어 (Data Manipulation Language)

• 데이터 조작어를 사용하여 데이터베이스 내의 원하는 데이터를 검색, 수정, 삽입, 삭제
  • SELECT: 데이터 검색
  • UPDATE: 데이터 수정
  • DELETE: 데이터 삽입
  • INSERT: 데이터 삭제

4. 관계 데이터 모델

4.1 릴레이션 용어 정리

• 릴레이션(relation): 2차원의 테이블(스프레드 시트와 유사)
• 레코드(record): 릴레이션의 각 행
• 투플(tuple): 레코드를 좀더 공식적으로 부르는 용어
• 애트리뷰트(attribute): 릴레이션에서 이름을 가진 하나의 열
• 차수(degree): 한 릴레이션에 들어있는 애트리뷰트들의 수
• 카디날리티(cardinality): 릴레이션의 튜플 수
• 도매인(domain)
  • 한 애트리뷰트에 나타날 수 있는 값들의 집합
  • 각 애트리뷰트의 도메인의 값들은 원자값
  • 프로그래밍 언어의 데이터 타입과 유사함
  • 동일한 도메인이 여러 애트리뷰트에서 사용될 수 있음
  • 복합 애트리뷰트나 다치(multivalued) 애트리뷰트는 허용되지 않음
  • 도메인 정의
    • CREATE DOMAIN EMPNAME CHAR(10)
    • CREATE DOMAIN EMPNO INTEGER
    • CREATE DOMAIN DNO INTEGER

4.2 릴레이션의 특성

• 각 릴레이션은 오직 하나의 레코드 타입만 포함
• 한 애트리뷰트 내의 값들은 모두 같은 유형
• 동일한 튜플이 두 개 이상 존재하지 않음.
• 한 튜플의 각 애트리뷰트는 원자값(하나의 값)을 가짐.
• 각 애트리뷰트의 이름은 한 릴레이션 내에서만 고유

4.3 릴레이션의 키

각 투플을 고유하게 식별할 수 있는 하나 이상의 애트리뷰트들의 모임

• 수퍼 키(super key): 한 릴레이션 내의 특정 튜플을 고유하게 식별하는 한 애트리뷰트 또는 애트리뷰트들의 집합(UNIQUE).
• 후보 키(candidate key): 각 튜플을 고유하게 식별하는 회소한의 애트리뷰트들의 모임. 두 개 이상의 애트리뷰트를 가질 수 있으며 이런 경우 복합 키(composite key)라고 함.
• 기본 키(primary key): 한 릴레이션에 후보 키가 두 개 이상 있으면 이들 중에서 하나를 기본 키로 선정함.
• 대체 키(alternate key): 기본키가 아닌 후보 키
• 외래 키(foreign key): 어떤 릴레이션의 기본 키를 참조하는 애트리뷰트. 참조되는 릴레이션의 기본키와 동일한 도메인.

무결성 제약조건

데이터 무결성(data integrity): 데이터의 정확성 또는 유효성을 의미. 일관된 데이터베이스 상태를 정의하는 규칙을 정의.

도메인 제약조건(domain constraint)

• 각 애트리뷰트 값이 반드시 원자값.
• 애트리뷰트 값의 디폴트 값, 가능한 값들의 범위 등을 지정할 수 있음.
• 데이터 형식을 통해 값들의 도메인(유형)을 제한하고, CHECK 제약 조건을 통해 값들의 범위를 제한할 수 있음.
• 키 제약조건: 키 애트리뷰트에 중복된 값이 존재해서는 안됨.

기본 키와 엔티티 무결성 제약조건(entity integrity constraint)

• 기본 키가 각 투플들을 식별하기 위해 사용되기에
  릴레이션의 기본 키를 구성하는 어떤 애트리뷰트도 널값을 가질 수 없다는 제약조건.
• 엔티티: 사람 장소 사물 사건 등과 같이 독립적으로 존재하면서 고유하게 식별이 가능한 실세계의 물리적 또는 논리적 객체

외래 키와 참조 무결성 제약조건(referential integrity constraint)

• 두 릴레이션의 연관된 투플들 사이의 일관성을 유지하는데 사용됨.
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