[DB] 관계 데이터 모델

5장. 관계 데이터 모델

• 관계 데이터 모델의 개념
• 관계 데이터 모델의 제약

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관계 데이터 모델의 개념

• 개념적 구조를 논리적 구조로 표현하는 논리적 데이터 모델
• 하나의 개체에 대한 데이터를 하나의 릴레이션에 저장
• (관계 데이터 모델은 다중 값 속성 가질 수 없다.)

고객 릴레이션의 차수는 6, 카디널리티는 4

관계 데이터 모델의 기본 용어

• 릴레이션(relation)
  • 2차원 테이블 구조로 저장한 것
  • 파일 관리 시스템 관점에서 파일(file)에 대응
• 속성(attribute)
  • 릴레이션의 열 = 애트리뷰트
  • 파일 관리 시스템 관점에서 필드(field)에 대응
• 투플(tuple)
  • 릴레이션의 행
  • 파일 관리 시스템 관점에서 레코드(record)에 대응
• 도메인(domain)
  • 하나의 속성이 가질 수 있는 모든 값의 집합
  • 속성 값을 입력 및 수정할 때 적합성 판단의 기준
  • 속성의 특성을 고려한 정수, 문자 등의 데이터 타입으로 정의
• 널(null)
  • 속성 값 아직 모르거나 해당되는 값 없음
• 차수(degree)
  • 1개의 릴레이션에서 속성의 전체 개수 = 열의 개수
• 카디널리티(cardinality)
  • 1개의 릴레이션에서 투플의 전체 개수 = 행의 개수

 

릴레이션의 구성

• 릴레이션 스키마(보통 DDL으로 작성 및 실행)
  • 릴레이션의 논리적 구조
  • 릴레이션의 이름과 릴레이션에 포함된 모든 속성 이름으로 정의
  • = 릴레이션 내포(relation intension)
  • 정적인 특징이 있음 => 한 번 정의되면 값 잘 변하지 않음.
• 릴레이션 인스턴스(보통 DML으로 작성 및 실행)
  • 어느 한 시점에 릴레이션에 존재하는 투플들의 집합
  • = 릴레이션 외연(relation extension)
  • 동적인 특징 있음 => 계속 변함.

※ 개체 - 관계 모델 (개념적 데이터 모델)에서 개체의 정의는 개체 type, 개체의 할당된 값은 개체 instance

※ 관계 데이터 모델 (논리적 데이터 모델)에서 릴레이션의 논리적 구조 schema와 유사

 

데이터베이스의 구성 (여러 개의 릴레이션)

• 데이터베이스 스키마 (Database schema)
  • 데이터베이스의 전체 구조
  • 데이터베이스를 구성하는 릴레이션 스키마의 모음
  • ex) 학생 릴레이션 + 교수 릴레이션 + 과목 릴레이션 => 1개의 학교 데이터베이스
• 데이터베이스 인스턴스 (Database instance)
  • 데이터베이스를 구성하는 릴레이션 인스턴스들의 모음

 

릴레이션의 특성 (투플의 특성 + 속성의 특성)

• 투플의 유일성: 하나의 릴레이션에는 동일한 투플(행)이 존재할 수 있다. (투플의 유일성 보장 위해 key 존재)
• 투플의 무순서: 하나의 릴레이션에서 투플 사이의 순서는 무의미하다. (내용이 중요, 위치는 중요하지 않음)
• 속성의 무순서: 하나의 릴레이션에서 속성 사이의 순서는 무의미하다. (속성의 이름이 중요)
• 속성의 원자성: 속성 값으로 원자 값만 사용할 수 있다. (원자: 더는 분해할 수 없는 원자, 다중 값 가질 수 없다.)
  • ex) 회사원이면서 학생인 데이터는 존재할 수 없다.

 

키(Key)

• 릴레이션에서 투플들을 유일하게 구별하는 속성 또는 속성들의 집합 -> 제약 조건을 위해 존재, 투플의 유일성 보장
• 키의 특성
  • 유일성(uniqueness): 하나의 릴레이션에서 모든 투플은 서로 다른 키 값을 가져야 함
    -> key로 지정된 속성 값은 투플마다 서로 달라야함
    -> key값 같은 투플은 존재 x
  • 최소성(minimality): 꼭 필요한 최소한의 속성들로만 키 구성

 

• 키의 종류
  • 슈퍼키 (super key)
    • 유일성 만족하는 속성 또는 속성들의 집합 (최소성은 고려 X)
    • ex) 고객 릴레이션의 슈퍼키: 고객아이디, (고객아이디, 고객이름), (고객이름, 주소) 등
    • (고객아이디, 고객이름)은 유일성 보장하지만 최소성 만족하지 못해서 후보키 될 수 없음
    • 고객아이디 속성은 유일하니까 고객아이디 속성만 들어가면 슈퍼키 될 수 있음
  • 후보키 (candidate key)
    • 유일성, 최소성 만족하는 속성 또는 속성들의 집합
    • ex) 고객아이디, (고객이름, 주소) 등
    • (고객이름, 주소)에서 고객이름, 주소 각 한개씩은 후보키가 될 수 없고 쌍으로만 후보키 가능
    • 기본키 (primary key)
    • 후보키 중 기본적으로 사용 위해 선택한 키
    • ex) 고객아이디
  • 대체키 (alternate key)
    • 기본키로 선택되지 못한 후보키
    • ex) (고객이름, 주소)
  • 외래키 (foreign key)
    • 다른 릴레이션의 기본키를 그대로 참조하는 속성 또는 속성들의 집합
    • = 어떤 릴레이션에 소속된 속성 또는 속성의 집합이 다른 릴레이션의 기본키가 되는 것
    • 참조하는 릴레이션: 외래키를 가진 릴레이션
    • 참조되는 릴레이션: 외래키가 참조하는 기본키를 가진 릴레이션

 

->->-> 같은 릴레이션의 기본키를 참조하는 외래키 정의: (4장) 관계에 참여한 개체 타입의 수에 따라 이항관계, 삼항관계, 순환관계로 나뉘었는데 이 때 순환 관계

 

 

 

1. 후보 키 중에 값이 자주 변경될 수 있는 속성 포함된 후보 키는 기본키로 부적합

2. null값 가질 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 선택하면 안 됨

3. 단순한 후보키를 기본키로 설정

 

 

관계 데이터 모델의 제약

무결성 제약조건 (integrity constraint)

• 데이터의 무결성을 보장하고 일관된 상태로 유지하기 위한 규칙
• 무결성: 데이터의 결함이 없는 상태, 정확하고 유효하게 유지하는 것

• 개체 무결성 제약조건
  • 기본키를 구성하는 모든 속성은 널 값을 가질 수 없다. (널 값 가지면 투플의 유일성 판단 불가능하기 때문)
  • 만약 기본키로 설정된 속성에 널 값 삽입하려는 시도 or 원래 있던 값을 null으로 바꾸려는 시도 하면 DBMS가 막아줌
• 참조 무결성 제약조건
  • 외래키는 참조할 수 없는 값을 가질 수 없다.
  • 그러나 외래키 속성이 널 값을 가진다고 해서 참조 무결성 제약 조건을 위반한 것은 아님.