[#5] 관계 데이터 모델

관계 데이터 모델의 개념

관계 데이터 모델의 기본 개념

개념적 구조를 논리적 구조로 표현하는 논리적 데이터 모델
하나의 개체에 대한 데이터를 하나의 릴레이션에 저장
Relataion은 “관계를 맺다”라는 의미가 아닌 Table의 이름을 Relation이라 말하는 것


[고객 릴레이션]

관계 데이터 모델의 기본 용어

릴레이션(relation)
- 하나의 개체에 관한 데이터를 2차원 테이블의 구조로 저장한 것
속성(attribute)
- 릴레이션의 열
- 파일의 field에 대응하는 개념
튜플(tuple)
- 릴레이션의 행
- 파일의 record에 대응하는 개념

관계 데이터 모델의 기본 용어

도메인(domain)
- 하나의 속성이 가질 수 있는 모든 값의 집합
- 일반적으로 속성의 데이터 타입으로 정의
- 잘못된 연산 시도를 예방해줌
널(null)
- 속성 값을 아직 모르거나 해당되는 값이 없음을 표현
- 일반적으로 표시하기 위해 공백을 사용
차수(degree)
- 속성의 개수(열의 수)
- 일반적으로 자주 변하지 않음 (정적인 특징)
카디널리티(cardinality)
- 튜플의 개수(행의 수)
- 일반적으로 자주 변함 (동적인 특징)

고객 릴레이션의 차수 : 6

고객 릴레이션의 카디널리티: 4

릴레이션의 구성

릴레이션 스키마 (relation schema)
- 릴레이션의 논리적 구조
- 릴레이션의 이름과 릴레이션에 포함된 모든 속성 이름으로 정의
  - i.e., 고객(고객아이디, 고객이름, 나이, 등급, 직업, 적립금)
릴레이션 인스턴스 (relation instance)
- 어느 한 시점에 릴레이션에 존재하는 튜플들의 집합
- 실체화된 값

데이터베이스의 구성

데이터베이스 스키마 (database schema)
- 데이터베이스의 전체 구조
- 데이터베이스를 구성하는 릴레이션 스키마의 모음
데이터베이스 인스턴스 (database instance)
- 데이터베이스를 구성하는 릴레이션 인스턴스의 모음

릴레이션의 특성

튜플의 유일성
- 하나의 릴레이션에는 동일한 튜플이 존재할 수 없다.
- 튜플들을 유일하게 구별하기 위해 선정되는 속성을 키(key)라고 부른다.
튜플의 무순서성
- 하나의 릴레이션에서 튜플 사이의 순서는 무의미하다.
속성의 무순서성
- 하나의 릴레이션에서 속성 사이의 순서는 무의미하다.
속성의 원자성
- 속성 값으로 원자 값(의미의 분해가 되지 않는 하나의 값)만 사용할 수 있다.
- 다중 값을 가질 수 없다.

키(key)

릴레이션에서 튜플들을 유일하게 구별하는 속성 또는 속성들의 집합

키의 특성

유일성 (uniqueness)
- 하나의 릴레이션에서 모든 튜플은 서로 다른 키 값을 가져야 함
최소성 (minimality)
- 꼭 필요한 최소한의 속성들로만 키를 구성함

키의 종류

슈퍼키 (super key)
- 유일성을 만족하는 속성 또는 속성들의 집합
- 유일성; 하나의 릴레이션에서 키로 지정된 속성 값은 튜플마다 달라야 한다는 의미
- i.e., 고객 릴레이션의 고객아이디, (고객아이디, 고객이름), (고객이름, 주소)
- 속성들의 집합또한 슈퍼키에 포함되는 개념이므로 불필요한 속성까지 확인하게 되어 비효율적인 경우가 존재
  - 이를 해결하기 위해 후보키의 개념이 필요
후보키 (candidate key)
- 유일성과 최소성을 만족하는 속성 또는 속성들의 집합
- 최소성; 꼭 필요한 속성들로만 키를 구성한다는 의미
- i.e., 고객 릴레이션의 고객아이디, (고객이름, 주소)
기본키 (primary key)
- 후보키 중에서 기본적으로 사용하기 위해 선택한 키
- 속성 이름에 밑줄을 그어 표현
- i.e., 고객 릴레이션의 고객아이디
대체키 (alternate key)
- 기본키로 선택되지 못한 후보키
- i.e., 고객 릴레이션의 (고객이름, 주소)
외래키 (foreign key)
- 다른 릴레이션의 기본키(대체키)를 참조하는 속성 또는 속성들의 집합
- 릴레이션들 간의 관계를 표현 (관계 구현의 핵심으로 동작)
- 하나의 릴레이션에 외래키가 여러 개 존재할 수 있다.
- 외래키를 기본키로 사용할 수 있다.
- 외래키 속성과 그것이 참조하는 기본키 속성의 이름은 달라도 되지만, 도메인은 같아야 한다.
- 같은 릴레이션의 기본키를 참조하는 외래키도 정의할 수 있다.
- 널 값을 가질 수 있다.
- 외래키를 가진 릴레이션: 참조하는 릴레이션, 반대는 참조되는 릴레이션

기본키를 선택할 때 고려하면 도움이 되는 기준들

널 값을 가질 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합하다.
- 기본키가 널 값인 튜플은 다른 튜플들과 구별되지 않으므로 부적합
값이 자주 변경될 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적합하다.
- 기본키의 값이 바뀔때마다 그 값이 기본키로 적합한지 검사해야하므로 부적합
단순한 후보키를 기본키로 선택한다.
- 자릿수가 적은 정수, 단순 문자열 속성, 키를 구성하는 속성의 개수가 적은 후보키

관계 데이터 모델의 제약

무결성 제약조건

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

개체 무결성 제약조건

기본키를 구성하는 모든 속성은 널 값을 가질 수 없는 규칙

참조 무결성 제약조건

외래키는 참조할 수 없는 값을 가질 수 없는 규칙


참조 무결성 제약조건 위배 예시

주의할 점

외래키 속성이 널 값을 가진다고 해서 참조 무결성 제약조건을 위배한 것은 아님
- i.e., 추천인이라는 외래키 속성이 존재할 때 추천인을 입력하지 않았으면 null이지만 이게 참조 무결성 제약조건 위배는 아니다.