#01. 데이터베이스 개념 및 데이터베이스 시스템 (+DBMS)

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1. 데이터베이스 개념

1-1. 데이터베이스의 등장

파일 시스템

• 데이터 베이스 이전에는 파일 시스템을 사용

파일 시스템 : 응용프로그램마다 서로 다른 데이터파일 사용

ex)

수강신청 응용 프로그램 <- 파일처리코드 A -> 수강신청 데이터파일

성적처리 응용 프로그램 <- 파일처리코드 B -> 성적처리 데이터파일

졸업사정 응용 프로그램 <- 파일처리코드 B -> 졸업사정 데이터파일

• 파일 시스템의 문제점
  • 데이터 종속성의 증가 - 파일 변경 시, 응용 프로그램의 파일처리코드 변경 필요
  • 데이터 중복성의 증가 - 수강신청 데이터파일과 성적처리 데이터파일에 겹치는 데이터가 존재할 수 있으며, 데이터 일관성과 무결성의 유지가 어렵다

데이터 시스템의 등장

• 데이터베이스 시스템 : DB + DBMS
• DBMS
  • 데이터베이스 관리 시스템 : 응용프로그램에서 DB에 접근할 수 있도록 해주는 소프트웨어 시스템
• 데이터 베이스란?
  • 보다 효율적이고 체계적으로 활용하기 위해 엄격한 제약을 갖는 데이터 저장소
  • 여러 사용자나 응용 프로그램들이 함께 사용할 목적으로 체계적으로 통합하여 저장한 데이터들의 저장소
• 데이터베이스의 특징
  • 실시간 접근 : 사용자의 데이터 요구에 실시간 응답
  • 끊임없는 변화 : 계속해서 최신 데이터로 변경
  • 동시 공용 : 여러 사용자가 동시에 공용
  • 내용 기반 참조 : 데이터의 저장 위치가 아닌 값(키워드)를 이용하여 데이터 접근 가능하도록

2. 데이터베이스 시스템

2-1. 데이터 베이스 시스템 구성요소

구성 요소

• 데이터 베이스 사용자 : 어떤 목적으로 사용하는가
• 데이터 언어 : 데이터베이스 접근하기 위한 명령문
• 데이터베이스 관리 시스템 : 사용자 <-> DB 사이의 처리 중재자
• 데이터베이스 서버 : DB 저장 및 처리 역할의 컴퓨터
• 데이터베이스 모델 : 데이터 저장을 위한 체계화된 구조

데이터 베이스 사용자

• 접근 방식 과 활용 목적 에 따라 분류

1. 일반 사용자
   1. 초급 사용자 : DB존재 아예 X
   2. 중급 사용자 : CRUD 정도는 O
2. 응용 프로그래머 : 프로그램 개발자
3. 데이터베이스 관리자(DBA) : DB 시스템 관리 총괄

데이터 언어

• 데이터베이스 접근하기 위한 명령문

• DBMS에 요청 내용을 전달하기 위한 도구

• SQL - Structured Query Language

  DDL : 데이터베이스 테이블 구조 담당(CREATE, ALTER, DROP)

  DML : 데이터베이스 안의 데이터 조작 (C-INSERT, R-SELECT, U-UPDATE, D-DELETE)

  DCL : 데이터베이스를 제어/통제 (GRANT, REVOKE, COMMIT, ROLLBACK)

데이터베이스 관리 시스템 (DBMS)

• 사용자와 데이터베이스 사이의 중재자 역할
• 다양한 사용자나 응용프로그램이 데이터베이스를 함께 사용할 수 있도록 지원
• SQL을 해석 & 실행하는 데이터베이스 시스템 구성요소 중 하나가 DBMS
• 구성요소
  • 쿼리 처리기
  • 런타임 데이터베이스 처리기 - 트랜잭션 관리기
  • 데이터 저장 관리기 - 버퍼 관리기/파일 관리기

데이터베이스 서버

• DB 저장 및 처리 역할의 컴퓨터

데이터베이스 모델

• 데이터를 저장하기 위한 체계화된 구조의 다양한 방법

• 종류

  • 계층형 데이터 모델 (HDM)
  • 네트워크형 데이터 모델 (NDM)
  • 관계형 데이터 모델 (RDM)
  • 객체 지향형 데이터 모델 (OODM)
  • 객체 관계형 데이터 모델 (ORDM)

• 데이터 모델과 DBMS의 관계

  • 데이터 모델에 따라 지원하는 DBMS가 달라진다

  데이터모델	데이터베이스	DBMS	DBMS 예
  관계형(RDM)	RDB(SQL DB)	RDBMS	오라클, MS SQL, MySQL
  비관계형	NoSQL DB	NoSQL DBMS	몽고DB, 레디스(Redis)

• NoSQL DB
  • 빅데이터와 비정형 데이터의 저장 및 관리 기술이 대두되며 등장
  • 스키마 리스 : 유연한 구조와 확장성, 고성능에 특화

2-2. 3단계 데이터베이스

스키마

스키마란 ?

• 데이터베이스 안에 저장되는 데이터 구조와 제약조건 등을 정의한 것
• 동일 데이터베이스여도 관점에 따라 스키마는 다르다.
• ANSI에서 제시한 방법에 따라 3종류로 나뉜다.

종류	관점	대상	데이터베이스당 스키마의 개수
외부 스키마	개인적 관점	데이터베이스 일부	여러 개
개념 스키마	전체 조직적 관점	데이터베이스 전체	한 개
내부 스키마	저장 장치 관점	추상화된 표현 (물리적 저장 방식X)	-

• 내부스키마 : 개념 스키마에 대한 시스템 내부의 저장 방식 / 내부 레코드의 형식이나 배치방법, 인덱스 등에 대한 명세

데이터 사전

• 사용자가 외부 스키마로 접근 시, 미리 정의된 사상 관계를 통해 개념 스키마/내부 스키마로 변환이 이루어짐
• DBMS는 스키마와 스키마 사상 정보를 데이터 사전이라는 별도의 저장소에 관리
• 구성 요소
  • 데이터베이스 정의, 명세
  • 스키마와 스키마 간의 사상 정보, 제약 조건 등
  • 데이터 베이스 객체에 관한 모든 데이터
  • => DBMS가 스스로 생성+유지
• 그 자체가 하나의 데이터베이스 = 시스템 데이터 베이스 = 시스템 카탈로그

데이터 독립성

• 응용 프로그램과 데이터 사이의 독립성 제공
• 데이터의 논리적/물리적 구조가 변경되어도 응용 프로그램이 영향을 직접 받지 않음