RDBMS의 기본 개념

데이터베이스(Database)란?

 

• 전자적으로(electronically) 저장되고 사용되는 관련있는(related) 데이터들의 조직화된 집합(organized collection)을 의미합니다.

DBMS(Database management system)

 

• DB를 정의하여 만들고 관리하는 기능을 제공하는 소프트웨어 시스템을 의미합니다. 대표적인 DBMS로는 PostgreSQL, MySQL, ORACLE, MSSQL 등이 있습니다.

 

• DB를 정의하다 보면 부가적인 데이터가 발생합니다. 이를 metadata라고 부릅니다. metadata 또한 DBMS를 통해 저장/관리됩니다.

metadata

 

• data에 대한 부가적인 정보를 기록한 데이터입니다. metadata는 catalog라고도 불립니다.

 

• e.g.) 데이터 유형, 구조, 제약 조건, 보안, 저장, 인덱스, 사용자 그룹 등등

Database system

 

• database + DBMS + 연관된 appication을 database system 이라고 합니다.

 

• 줄여서 Database라고도 부릅니다.

Database system 동작 방식

 

1. 클라이언트가 서비스 사용을 위한 request

2. 서버에서 이를 수신받은 후 서비스 처리를 위한 SQL을 DBMS에 request

3. 서버에서 request한 SQL을 수신받은 후 이를 분석

4. DBMS는 요청된 쿼리에 관련한 데이터의 정의를 파악한 뒤 관련된 Data가 저장된 DB에서 이를 처리하여 서버에 응답합니다.

data models

 

• data model은 DB의 구조(structure)와 읽고, 쓰기 위한 기본적인 동작들(operations)를 기술하는데 사용될 수 있는 개념들이 모인 집합입니다. 즉, data model은 DB 구조(데이터 유형, 데이터 관계, 제약 사항 등등)을 추상화해서 표현할 수 있는 수단을 제공합니다.

 

• data model은 여러 종류가 있으며 추상화 수준과 DB 구조화 방식이 조금씩 다릅니다. data model의 분류로는 conceptual(or high-level) data models, logical(or representaional) data models, physical(or low-level) data models 등이 있습니다.

conceptual(or high-level) data models

 

• 비개발자도 쉽게 이해할 수 있는 개념들도 이루어진 모델이며, 추상화 수준이 가장 높습니다. 주로 비즈니스 요구 사항을 추상화하여 표현할 때 사용합니다.

 

• conceptual data model 종류 중 하나로 entity-relationship model이 있습니다.

logical(or representational) data models

 

• 이해하기 어렵지 않으면서도 디테일하게 DB를 구조화할 수 있는 개념들을 제공합니다. 특정 DBMS나 storage에 종속되지 않는 수준에서 데이터가 컴퓨터에 저장될 때 구조와 크게 다르지 않게 DB 구조화를 가능하게 합니다.

 

• logical data model 종류로는 relational data model, object data model, object-relational data model 등이 있습니다. 오라클, MySQL, MSSQL 등은 relational data model을 기반한 DBMS입니다.

physical(or low-level) data models

 

• 컴퓨터에 데이터가 즉, data format, data orderings, access path(index) 등이 어떻게 파일 형태로 저장되는지를 기술할 수 있는 수단을 제공합니다.

database schema

 

• data model을 바탕으로 database의 구조를 기술(description) 및 표현한 것을 말합니다. 예를들어 data model 중 하나인 relational data model을 기반으로 하여 데이터 베이스 구조를 기술하는 것을 스키마라고 합니다.

database state

 

• 특정 시점에 database에 있는 데이터들을 database state 혹은 snapshot이라고 합니다.

 

• 혹은 database에 있는 현재 instance들의 집합이라고도 합니다

three-schema architecture

 

 

• database system을 구축하는 architecture 중 하나입니다.

 

• external(or user view) schema, conceptual schema, internal schema 라고 불리는 세 가지 level의 schema가 존재합니다.

사용 목적

 

• user application으로 부터 물리적인(physical) databse를 분리시키기 위해 사용됩니다. 즉, 물리적인 데이터베이스 구조가 바뀌더라도 해당 데이터베이스를 사용하는 user application에는 영향이 가지 않도록 하기 위해 사용됩니다. 즉, 어느 레벨에서의 변화가 다른 레벨에 영향을 주지 않음으로서 안정적인 운영을 목표로 합니다.

 

• 각 schema에서 변화가 생길 때 다른 레벨에 변화가 가지 않도록 구현하는 것은 상당히 어렵습니다. 최근 대부분의 DBMS들은 three-level architecture를 완벽하게 혹은 명시적으로 나누지는 않습니다.

internal schema

 

• 물리적으로 데이터가 어떻게 저장되는지 physical data model을 통해 표현하며 물리적인 저장 장치에 가장 가깝게 있는 schema입니다.

 

• data storage, data structure, access path 등등 실체가 있는 내용을 기술합니다.

external schema

 

• 실제 사용자가 바라보는 스키마로서 external view, user view 라고도 불리며, logical data model을 통해 표현하며 특정 유저들이 필요로 하는 데이터만 정의하여 표현할 수 있습니다.

conceptual schema

 

• DBMS 초창기 아키텍쳐는 internal, external schema만 존재했습니다. 하지만, 각각의 유저마다 필요로 하는 데이터들이 달라지다보니 여러 개의 internal schema가 생성되었으며 이로인해 데이터가 중복되는 현상이 발생되었습니다. 이를 해결하기 위해 중간 단계인 conceptual schema를 도입하였습니다.

 

• 전체 database에 대한 구조를 기술하며, 데이터의 entities, data types, relationships와 데이터들을 활용할 수 있는 user operations와 제약 조건에 집중해서 데이터 베이스 구조를 logical data model을 이용해 표현한 것이 conceptual schema 입니다.

database language

 

DDL(data definition language)

 

• conceptual schema를 정의하기 위해 사용되는 언어입니다. internal schema까지 정의할 수 있는 경우도 있습니다.

SDL(Storage definition language)

 

• internal schema를 정의하는 용도로 사용되는 언어입니다. 최근들어서는 특히 RDBMS에서는 SDL로 정의하는 것보다는 파라미터 등의 설정으로 등으로 정의합니다.

VDL(View definition language)

 

• external schema를 정의하기 위해 사용되는 언어입니다. 대부분의 DBMS에서는 DDL이 VDL 역할까지 수행합니다.

DML(Data manipulation language)

 

• database에 있는 data를 활용하기 위한 언어로서 data 추가, 삭제, 수정, 검색 등등의 기능을 제공합니다.