관계 데이터 모델

관계 데이터 모델 개념

• 데이터의 논리적 구조를 2차원 테이블 형태로 표현하는 모델로, 각 테이블은 튜플과 속성으로 구성
• 기본키와 이를 참조하는 외래키로 데이터 간의 관계 표현
• 계층 모델과 밍 모델의 복잡한 구조를 단순화시킴
• 대표적인 언어 SQL, 1:1, 1:N, N:M 관계를 자유롭게 표현

관계 데이터 릴레이션의 구조⭐️⭐️

(20.8)

튜플(Tuple), 행(Row), 레코드(Record)

• 속성들의 모임
• 파일 구조상 레코드(실제데이터)를 의미
• 튜플의 수=카디널리티(Cardinality), 기수, 대응수

속성(Attribute), 열(Column), 필드(Field)

• 데이터베이스를 구성하는 가장 작은 논리적 단위
• 파일 구조상의 데이터 항목 또는 데이터 필드에 해당
• 개체의 특성을 기술
• 속성의 수=차수(Degree)

속성의 분류

• 기본속성: 업무 분석을 통해 정의(예: 자동차명, 제조일, 연비)
• 설계속성: 설계과정에서 도출(예: 코드, 식별번호)
• 파생속성: 다른 속성값에 기반하여 계산되거나 유도

세부 의미에 다른 분류

• 단순 속성: 다른 속성으로 나뉠 수 없는 기본적인 속성
• 복합 속성: 여러 세부 속성으로 구성될 수 있는 속성(예:시, 구, 동)

개체 구성 방식에 다른 분류

• 기본키 속성: 개체를 식별
• 외래키 속성: 다른 릴레이션의 기본키를 참조
• 일반 속성: 기본키나 외래키가 아닌 속성

속성명 지정 원칙

• 업무에서 사용하는 이름
• 서술식보다는 간결한 이름
• 약어 사용 제한
• 개체명은 속성명으로 사용 불가
• 개체에서 유일하게 식별가능하도록 지정

도메인(Domain)

(20.6)

• 하나의 속성이 가질 수 있는 같은 타입 원자값들의 집합
• 도메인을 정의함으로써 데이터 무결성 유지 가능
• 예: 성별(남, 여), 학년(1~4)

릴레이션

• 데이터들을 2차원 테이블의 구조로 저장한 것

릴레이션의 구성

• 릴레이션 스키마: 릴레이션 이름과 속성 이름을 포함한 릴레이션의 논리적 구조
• 릴레이션 인스턴스: 스키마에 따라 실제로 저장된 데이터의 집합

릴레이션의 특징⭐️

(20.8)

• 튜플 중복 불가
• 튜플 간 순서가 없음
• 속성 간 순서가 없음, 속성의 위치는 중요하지 않음
• 속성은 더이상 분해할 수 없는 원자값을 가져야함
• 속성 중복 불가, 도메인 중복 가능
• 릴레이션은 튜플의 삽입, 갱신, 삭제로 인해 실시간으로 변함

관계 데이터 언어

관계 대수⭐️⭐️⭐️

• 관계형 데이터베이스에서 원하는 데이터를 찾기 위한 절차적 언어
• 데이터를 어떻게(How) 찾아야 하는지의 처리 과정 명시
• 연산의 피연산자와 결과는 모두 릴레이션
• 종류: 순수 관계 연산자, 일반 집합 연산자

어디에 속하는지(20.8)

순수 관계 연산자

SELECT(선택)

• 주어진 조건(Predicate)을 만족하는 튜플들의 부분 집합(수평 연산)
• 표기법: 𝜎<조건>(R)
• 조건
  • 비교연산자: =, ≠, <, ≤, >, ≥
  • 논리연산자: ∧(AND), ∨(OR), ¬(NOT)
• 예:
  • 𝜎 성적 > 90(학생)
  • 𝜎 성적 >= 90 ^ 학과='컴퓨터'(학생)

PROJECT(추출)

• 속성들의 부분 집합, 중복은 제거됨(수직 연산)
• 표기법: 𝜋<리스트>(R)
• 예:
  • 𝜋 학번, 성적(학생)
  • 𝜋 학번, 성적, 성적(𝜎 성적 >= 90(학생))

JOIN(조인)

(20.6)

• 공통 속성을 이용해 두 릴레이션을 하나로 합쳐 새로운 릴레이션 생성
• 두 릴레이션에서 연관된 튜플들을 결합
• 표기법: R⨝<조건>S
• 예:
  • (학생) ⨝ 학번=학번 (수강과목)

DIVISION(나누기)

(20.8)

• 릴레이션S의 모든 튜플과 관련있는 릴레이션R의 튜플들을 반환
• R÷S

일반 집합 연산자

Union(합집합)

• 두 릴레이션의 튜플 합집합을 구하며, 중복은 제거
• 표기법: ∪

Intersection(교집합)

• 두 릴레이션의 튜플 교집합(중복되는 것들)
• 표기법: ∩

Difference(차집합)

• 한 릴레이션의 튜플에서 다른 릴레이션 튜플을 제거
• 표기법: -

Cartesian(교차곱)

• 두 릴레이션의 모든 튜플 조합
• 차수는 더하고, 카디널리티는 곱해서 구함
• 표기법: X

관계 해석⭐️

• 관계 데이터 모델의 제안자인 코드(E.F.Codd)가 수학의 Predicate Calculus(술어 해석)에 기반을 두고 관계 데이터베이스를 위해 제안
• 원하는 정보(What)가 무엇이라는 것만 정의하는 비절차적 특성
• 종류: 튜플 관계해석, 도메인 관계해석
• 관계해석과 관계대수는 처리 능력면에서 동등
• 관계대수로 표현한 식은 관계해석으로 표현 가능
• 질의어로 표현

연산자

• 연산자: ∧(AND), ∨(OR), ¬(NOT)
• 정량자
  • 전칭 전량자: ∀, 모든 가능한 튜플 "For All"
  • 존재 정량자: ∃, 어떤 튜플 하나라도 존재 "There Exists"

사진 출처

https://velog.io/@hig0ni/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0%EB%B2%A0%EC%9D%B4%EC%8A%A4%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%88%98%EC%99%80-%EC%B9%B4%EB%94%94%EB%84%90%EB%A6%AC%ED%8B%B0