[DB] 4. 관계 데이터베이스

 

1. 관계 데이터 모델

· 관계형 데이터베이스의 모델

· 모든 데이터는 릴레이션(≒테이블)으로 표현

 

 

2. 용어

1) 릴레이션 : 릴레이션 스키마 + 릴레이션 인스턴스

 

2) 릴레이션 스키마

· 속성들의 집합, 릴레이션의 논리적 구조

· 시간에 따라 불변

· 릴레이션 스킴 / 내포

 

3) 릴레이션 인스턴스

· 일정 시점에서의 투플(tuple)들의 집합

· 시간에 따라 가변

 

4) 투플(tuple)

· 속성에 해당하는 데이터의 모임

 

5) 속성(attribute)

· 단순 속성 : 단일값, 관계형 데이터베이스에 사용

· 복합 속성 : 단순 도메인의 결합, 하나의 속성으로 취급

(ex-DATE : YEAR, MONTH, DAY의 결합)

· 속성값은 분해할 수 없는 원자 값

 

6) 도메인(domain)

· 속성이 취할 수 있는 원자 값들의 집합

ex-학년={1, 2, 3, 4}

 

 

3. 릴레이션의 수학적 의미

 

1) 릴레이션은 도메인 순서쌍 집합의 부분집합

2) 릴레이션의 차수 : 릴레이션을 이루는 속성의 개수

ex-학년의 차수 = 4

3) 카디널러티(Cardinality) : 투플(인스턴스)의 수

ex-학생 릴레이션의 카디널러티 = 5

4) NULL 값

· 정보의 부재를 나타냄

· 아직 알려지지 않은 값, 아직 모르는 값

· 공백(문자값)이나 영(숫자값)과는 다름

 

 

 

4. 릴레이션의 특성

 

1) 투플의 상이성(Uniqueness of tuples)

· 릴레이션에 포함된 투플은 모두 상이하다.

= 릴레이션에 같은 투플은 존재하지 않는다.

· 모든 속성의 값이 동일한 투플이 존재하면 안된다.

 

2) 투플의 무순서성(No Ordering of tuples)

· 릴레이션 내의 투플들 간에는 순서가 없다.

 

3) 속성의 무순서성(No Ordering of tuples)

· 릴레이션 내의 속성들 간에는 순서가 없다.

 

4) 속성의 원자성

· 모든 속성값은 원자값

· 관계형 데이터 모델은 정규화 릴레이션만 대상으로 함

 

 

5. 데이터베이스 키(key)

 

1) 키

· 릴레이션 내 투플을 유일하게 식별할 수 있는 속성의 집합

· 투플 식별자

· 키 값을 알면 하나의 투플을 알아낼 수 있음

· 데이터가 추가되어도 조건을 만족시키도록 설정

 

2) 후보키(Candidate key)

· 유일성과 최소성 모두 만족하는 키

· 하나의 속성이라도 제외하면 키 X

· 모든 릴레이션은 적어도 하나의 후보키를 갖음

 

3) 수퍼키(Super key)

· 유일성은 만족하지만 최소성은 만족하지 않는 키

 

4) 기본키(Primary Key, PK)

· 후보키 중 설계자가 설정한 키

· NULL 값을 가질 수 없음

· 데이터 접근 방법과 관련해 중요한 의미를 갖음

 

5) 대체키(Alternate Key)

· 기본키로 지정되지 않은 후보키

 

6) 외래키(Foreign Key, FK)

· 다른 릴레이션의 기본키인 속성

· NULL 값을 가질 수 있음

 

 

** Practice

학번(sno)	주민번호(jno)	이름(sname)	학년(year)	학과(dept)
100	990103-1111222	나수영	4	컴퓨터
200	981005-2772343	이찬수	3	전기
300	000127-3948759	정기태	1	컴퓨터
400	960301-1234567	송병길	4	컴퓨터
500	970502-1654321	박종화	2	산공

 

 

1) 키 : {sno}, {sno, sname}, {sno, year}, {sno, jno}, {sno, dept}, {sno, jno, name}, {sno, name, year} …

=> 총 16개(키 값을 제외한 4개 속성의 부분집합)

2) 후보키 : {sno}

3) 수퍼키 : {sno, year}, {sno, jno}, ……, {sno, name, year, jno, dept}

4) 기본키 : {sno}

5) 대체키 : 없음

 

* {jno}가 키가 될 수 있을까?

만약, 한 대학에 다른 학과로 재입학할 경우, 중복이 발생

=> 데이터베이스를 사용하는 단체에서 재입학 가능 여부설정

 

학번(sno)	주민번호(jno)	이름(sname)	학년(year)	학과(dept)
100	990103-1111222	나수영	4	컴퓨터
200	981005-2772343	이찬수	3	전기
300	000127-3948759	정기태	1	컴퓨터
400	960301-1234567	송병길	4	컴퓨터
500	970502-1654321	박종화	2	산공
700	9810005-2772343	이찬수	1	IT

 

** {jno}가 키가 될 조건 : 재입학을 불가능하도록 함.

-> 주민번호의 중복 X

1) 후보키 : {sno}, {jno}

2) 기본키 : {jno}

3) 대체키 : {sno}

 

 

학번(sno)	주민번호(jno)	이름(sname)	학년(year)	학과(dept)
100	990103-1111222	나수영	4	컴퓨터
200	981005-2772343	이찬수	3	전기
300	000127-3948759	정기태	1	컴퓨터
400	960301-1234567	송병길	4	컴퓨터
500	970502-1654321	박종화	2	산공
700	9810005-2772343	이진수	1	전기

 

*** {dept, jno}는 키가 될 수 있을까?

=> 같은 학과로 재입학할 경우 중복 발생

 

 

****{dept, jno}가 키가 될 조건

: 같은 학과로 재입학 불가능하도록 함.

-> 학과와 주민번호가 동시에 같은 경우 존재 X

1) 후보키 : {sno}, {dept, jno}

2) 기본키 : {sno}

3) 대체키 : {dept, jno}

 

 

 

6. 무결성 제약(Integrity Constraint)

 

1) 개체 무결성 제약

: 기본키에 해당하는 속성은 NULL 값이 될 수 없다.

 

학번(sno)	이름(sname)	학년(year)	학과(dept)
100	나수영	4	컴퓨터
200	이찬수	3	전기
300	정기태	1	컴퓨터
NULL	송병길	4	컴퓨터
500	박종화	2	산공

 

-> 부정확한 데이터베이스의 상태 (개체무결성이 지켜지지 않음)

 

 

2) 참조 무결성 제약

: 참조할 수 없는 외래키 값을 가져서는 안된다.

= 부모 릴레이션에 있는 키를 사용해야 함.

 

학번(sno)	과목번호(cno)	성적(grade)
100	C412	A
100	E412	A
200	C123	B
300	C312	A
300	C324	C
300	C413	A
NULL	C312	A
NULL	C324	A
NULL	C413	B
NULL	E412	C
500	C312	B
600	C413	C

 

> 원래의 '학생' 테이블에 600번 학생 존재 X (참조 무결성이 지켜지지 않음)