[정보처리기사] 3과목 데이터베이스 구축 정리 및 요약 (1)

정보처리기사 필기시험을 대비해서 3과목 데이터베이스 구축을 인프런 강의를 보면서 정리한 포스트입니다. 틀린 부분이 있을 수도 있습니다. 

 

 

 

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3과목 데이터베이스 구축 정리

1. SQL 응용 (실기에서도 시험범위포함( 
2. SQL 활용
3. 논리 데이터베이스 설계
4. 물리 데이터베이스 설계
5. 데이터 전환 

 

 

 

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1. 데이터베이스 

 

데이터베이스의 정의

• 통합 데이터(Integrated Data)
• 저장 데이터(Stored Data)
• 운영 데이터(Operational Data)
• 공용 데이터(Shared Data) 

데이터베이스의 특성

• 실시간 접근성
• 지속적인 변화 
• 동시 공유
• ⭐내용에 의한 참조  

 

2. 스키마

스키마 

• 데이터베이스의 구조(개체, 속성, 관계)에 대한 정의
• 다른 이름으로 메타 데이터(Meta-Data)라고도 한다
• 데이터 사전 (Data Dictionary)에 저장된다 

 

 

스키마 3단 구조 

 

• 외부 스키마(External Schema) : 공용의 의미 보다는 어느 개인이나 특정 응용에 한정된 논리적 데이터 구조이며 데이터베이스의 개별 사용자나 응용 프로그래머가 접근하는 데이터베이스를 정의한다.
  
  
• 개념 스키마(Conceptual Schema) : 모든 응용프로그램이나 사용자들이 필요로 하는 데이터를 통합한 조직 전체의 데이터베이스 구조를 논리적으로 정의한다. 
  
  
• 내부 스키마 (Internal Schema) : 물리적 저장 장치의 입장에서 본 데이터베이스 구조로서 실제로 데이터베이스에 저장될 레코드의 형식을 정의하고 저장 데이터 항목의 표현 방법, 내부 레코드의 물리적 순서 등을 나타낸다.  

 

출처 https://honey-dev.com/db-%EC%8A%A4%ED%82%A4%EB%A7%88-3%EB%8B%A8%EA%B3%84-%EA%B5%AC%EC%A1%B0/

 

 

 

3.시스템 카탈로그

시스템 카탈로그(=데이터 사전) 

 

• 시스템 자신이 필요로 하는 스키마 및 여러가지 객체에 관한 정보를 포함하고 있는 시스템 데이터베이스
• 다른이름으로 데이터 사전이라고도 한다
• 시스템 카탈로그에 저장되는 내용을 메타 데이터라고도 한다
• 시스템 카탈로그는 DBMS가 스스로 생성하고 유지한다

 

 

4. 데이터베이스 설계

 

개념적 설계

 

• 요구 분석 단계에서 나온 결과(명세)를 E-R(Entity-Relation-ship) 다이어그램과 같은 DBMS에 독립적이고 고차원적인 표현 기법으로 기술하는 과정이다 
• 요구 조건 분석 결과로 식별된 응용을 검토해서 이들을 구현 할 수 있는 트랜잭션을 고차원 명세로 기술하는 과정이다.
• 트랜잭션 모델링이 진행된다 

논리적 설계

 

• 목표 DBMS에 종속적인 논리적 스키마 작성
• 논리적 데이터 모델로 변환
• 트랜잭션 인터페이스 설계 (정규화 작업) 
• 스키마의 평가 및 정제 

 

 

물리적 설계 

 

• 목표 DBMS에 종속적인 물리적 구조 설계 
• 저장 레코드 양식 설계 및 레코드 집중의 분석/설계
• 파일 조직 방법과 저장 방법 그리고 파일 접근 방법 등을 선정 
• 응답 시간 효율화를 위한 접근 경로 설계
• 트랜잭션 세부 설계 

 

출처 https://riodirectory.tistory.com/18

 

5. E-R (Entity-Relation-ship)다이어그램

 

⭐E-R 다이어그램  (개념 설계의 결과물) 

 

 

 

 

6. 릴레이션의 구성

관계 데이터베이스 모델 구조  (논리 설계 단계에서 사용하는 RDB)

 

 

속성(Attribute) 

• 테이블의 열(Column)에 해당하며 파일 구조의 항목, 필드와 같은 의미이다. 
• 디그리(Degree) : 속성의 수 (차수)

 

튜블(Tuple)

• 테이블의 행(Row)에 해당하며 파일 구조의 레코드(Recode)와 같은 의미이다
• 카디널리티(Cardinality) : 튜플(행)의 수 (기수) 

 

7. 키

 

기본키(Primary Key) 

• 테이블의 각 레코드를 고유하게 식별하는 필드나 필드의 집합
• 테이블에 기본키 설정은 필수가 아니다
• 기본키를 설정하지 않고도 다른 테이블과의 관계를 설정할 수 있다
• 관계가 설정되어있는 테이블에서 기본키 설정을 해제하더라도 설정된 관계는 유지된다
• 데이터가 이미 입력된 필드도 기본키로 지정할 수 있으며 기본키 값은 변경될 수 있다 
• NOT NULL이어야 한다. 

 

외래키 (Forign Key) 

• 관계형 데이터 모델에서 한 릴레이션의 외래키는 참조되는 릴레이션의 기본키와 대응되어 릴레이션 간에 참조 관계를 표현하는데 사용되는 중요한도구 
• 외래키를 포함하는 릴레이션이 참조하는 릴레이션이 되고, 대응되는 기본키를 포함하는 릴레이션이 참조 릴레이션이 된다. 

 

 

 

 

 

• 슈퍼키는 유일성을 갖고 최소성은 만족하지 않는다
• 후보키는 유일성을 갖고 최소성을 만족한다
• 후보키중에서 하나를 고르면 기본키이고 기본키를 제외한 나머지 후보키는 대체키가 된다. 

 

8. 무결성의 종류

 

개체 무결성

• 기본키의 값은 NULL 값이나 중복값을 가질 수 없다는 제약 조건이다.

참조 무결성

• 참조할 수 없는 외래키 값을 가질 수 없다는 제약 조건이다.

도메인 무결성 

• 각 속성값은 해당 속성 도메인에 지정된 값이어야한다는 제약 조건이다. 

 

 

 

9. 이상현상 (Anomaly)

 

릴레이션 조작 시 데이터들이 불필요하게 중복되어 예기치 않게 발생하는 곤란한 현상을 의미한다

 

종류 : 삽입 이상, 삭제 이상, 갱신 이상 

 

 

 

 

10. 정규화 (Normalization) 

 

• 함수적 종속성 등의 잘못된 설계된 관계형 스키마를 더 작은 속성의 세트로 쪼개어 바람직한 스키마로 만들어가는 과정 (결정자 -> 종속자) 
• 데이터베이스의 논리적 설계 단계에서 수행한다
• 데이터 구조의 안정성을 최대화한다
• 중복을 배제하여 삽입, 삭제, 갱신, 이상의 발생을 방지한다
• 데이터 삽입 시 릴레이션을 재구성할 필요성을 줄인다. 

 

11. 병행제어/로킹

 

병행 제어의 목적

• 데이터베이스 공유 최대화
• 데이터베이스 일관성 최대화
• 시스템 활용도 최대화 
• 사용자에 대한 응답 시간 최소화 

 

⭐로킹(Locking) 특징 

 

• 로킹 단위가 커지면 로크의 수가 적어 관리가 쉬워지지만 병행성 수준은 낮아진다
• 로킹 단위가 작으면 로크수가 많아 관리하기 힘들어지지만 병행성 수준은 높아진다 
• 로킹의 대상이 되는 객체(파일, 테이블, 필드, 레코드)의 크기를 로킹 단위라고 한다

 

12. 분산 데이터베이스의 투명성 

 

위치 투명성 (Location Transparency)

•  하드웨어와 소프트웨어의 물리적 위치를 사용자가 알 필요가 없다 

중복(복제) 투명성 (Replication Transparency)

• 사용자에게 통지할 필요 없이 시스템 안에 파일들과 자원들의 부가적인 복사를  자유롭게 할 수 있다. 

 

병행 투명성 (Concurrency Transparency) 

• 다중 사용자들이 자원들을 자동으로 공유할 수 있다. 

 

장애 투명성(Faiure Transparency) 

• 사용자들은 어느 위치의 시스템에 장애가 발생했는지 알 필요가 없다. 

 

분산 데이터베이스의 구성 요소

 

• 분산 처리기
• 분산 데이터베이스
• 통신 네트워크
• 분산 트랜잭션

 

 

분산 데이터베이스의 구조 

• 전역
• 분할(단편화)
• 할당
• 지역스키마