관계 데이터 모델 제안 목적

1. 데이터베이스 관리의 논리적인 면과 물리적인 면을 명확하게 구분하여 데이터 독립성 향상

2. 기존 데이터베이스 모델보다 단순한 구조

3. 한꺼번에 다수의 레코드들의 집합을 조작할 수 있는 기능을 제공

-> 프로그래머가 데이터베이스를 레코드 단위로 처리하지않음

4. 데이터베이스 관리 분야에서 튼튼한 이론적 근거를 제공

 

관계 데이터 모델의 역사

관계 데이터베이스의 성공 요인 

- 바탕이 되는 데이터 구조로서 간단한 테이블(릴레이션: 관계형 데이터베이스에서 정보를 구분하여 저장하는 기본 단위(하나의 집합))을 사용

- 관계 데이터베이스 설계와 효율적인 질의 처리 면에서 뛰어난 장점을 가짐

 

2.1 관계 데이터 모델의 개념

관계 데이터 모델  =>  높은 데이터 독립성 제공

 

 

관계 데이터 베이스 스키마

관계 데이터 베이스 인스턴스

2.2 릴레이션의 특성

 

2.3 릴레이션의 키

릴레이션의 키 : 각 투플을 고유하게 식별할 수 있는 하나 이상의 애트리뷰트들의 모임

종류 : 수퍼 키(superkey), 후보 키(candidate key), 기본 키(primary key), 대체 키(alternate key), 외래 키(foreign key)

 

수퍼 키

: 한 릴레이션 내의 특정 투플을 고유하게 식별하는 하나의 애트리뷰트 또는 애트리뷰트들의 집합

- 투플들을 고유하게 식별하는데 꼭 필요하지 않은 애트리뷰트들을 포함할 수 있음

 

후보 키

: 각 투플을 고유하게 식별하는 최소한의 애트리뷰트들의 모임

- 모든 릴레이션에는 최소한 한 개 이상의 후보 키가 있음

문제) 이름이 후보키가 될수있나? 이메일이 후보키가 될수있나?

답) 학생의 이름은 일반적으로 고유하지않으므로 후보키가 될 수 없음, 인터넷 상에서 모든 이메일 주소는 고유하므로 후보키가 될 수 있음

 

기본 키(PK, Primary key)

: 한 릴레이션에 후보 키가 두 개 이상 있으면 설계자 또는 데이터베이스 관리자가 이들 중에서 하나를 기본 키로 선정함

EX) 신용카드 회사의 고객 릴레이션에서 신용카드번호와 주민등록번호가 후보 키가 될 수 있음. 이 중에서 신용카드 번호를 기본 키로 선정

=> 자연스러운 기본 키를 찾을 수 없는 경우에는 레코드 번호와 같이 종종 인위적인 키 애트리뷰트를 릴레이션에 추가할 수 있음

 

대체 키(AK, Alternate Key)

: 기본 키가 아닌 후보키

EX) 위 신용카드 회사 사례에서는 주민등록번호가 대체키가 됨

 

 

 

외래 키(FK, Foreign Key)

: 어떤 릴레이션의 기본 키를 참조하는 애트리뷰트

- 관계 데이터베이스에서 릴레이션들 간의 관계를 나타내기 위해서 사용됨

- 외래 키 애트리뷰트는 참조되는 릴레이션의 기본 키와 동일한 도메인을 가져야 함

- 자신이 속한 릴레이션의 기본 키의 구성요소가 되거나 되지 않을 수 있음

 

 

외래 키의 유형

- 다른 릴레이션의 기본 키를 참조하는 외래 키

- 자체 릴레이션의 기본 키를 참조하는 외래 키

 

2.4 무결성 제약조건(Integrity Constraint)

무결성 제약 조건 : 데이터의 정확성 또는 유효성, 일관된 데이터베이스 상태를 정의하는 규칙들을 묵시적으로 또는 명시적으로 정의함

- 데이터베이스가 갱신될 때 DBMS가 자동적으로 일관성 조건을 검사하므로 응용 프로그램들은 일관성 조건을 검사할 필요가 없음

 

무결성 제약 조건의 특징

- 스키마의 한 부분

- 데이터베이스의 상태(또는 상태들의 순서)에 대한 제한

- DBMS가 시행

- 릴레이션 내의 무결성 제약 조건 : 오직 한 릴레이션만 포함

=> 릴레이션 스키마의 한 부분

- 릴레이션 사이의 무결성 제약 조건 : 여러 릴레이션을 포함

=> 릴레이션 스키마 또는 데이터베이스 스키마의 한 부분

 

무결성 제약조건 예시

무결성 제약조건의 종류

- 도메인 제약조건(domain constraint)

- 키 제약조건(key constraint)

- 기본 키와 엔티티 무결성 제약조건(entity integrity constraint)

- 외래 키와 참조 무결성 제약조건(referential integrity constraint)

 

도메인 제약조건(domain constraint)

- 각 애트리뷰트 값이 반드시 원자값이어야 함

- 애트리뷰트 값의 디폴트 값, 가능한 값들의 범위 등을 지정할 수 있음

- 데이터 형식을 통해 값들의 유형을 제한하고, CHECK 제약 조건을 통해 값들의 범위를 제한할 수 있음

- SQL2는 도메인을 명시적으로 정의하는 것을 허용하지만, 오라클은 지원하지 않음

 

키 제약조건(key constraint)

- 키 애트리뷰트에 중복된 값이 존재해서는 안됨

 

기본 키와 엔티티 무결성 제약조건(entity integrity constraint)

- 릴레이션의 기본 키를 구성하는 어떤 애트리뷰트도 널값을 가질 수 없음

- 대체 키에는 적용되지 않음(PK(기본키)에만 적용된다)

- 사용자는 릴레이션을 생성하는 데이터 정의문에서 어떤 애트리뷰트가 릴레이션의 기본 키의 구성요소인가를 DBMS에게 알려줌

 

외래 키와 참조 무결성 제약조건(referential integrity constraint)

- 참조 무결성 제약조건은 두 릴레이션의 연관된 투플들 사이의 일관성을 유지하는데 사용됨

- 관계 데이터베이스가 릴레이션들로만 이루어지고, 릴레이션 사이의 관계들이 다른 릴레이션의 기본 키를 참조하는 것을 기반으로 하여 묵시적으로 표현되기 때문에 외래 키의 개념이 중요

- 릴레이션 R2의 외래 키가 릴레이션 R1의 기본 키를 참조할 때 참조 무결성 제약조건은 아래의 두 조건 중 하나가 성립되면 만족됨

    => 외래 키의 값은 R1의 어떤 투플의 기본 키 값과 같다

    => 외래 키가 자신을 포함하고 있는 릴레이션의 기본 키를 구성하고 있지 않으면 널값을 가질 수 있음

1. 삽입

- 참조되는 릴레이션( DEPARTMENT )에 새로운 투플이 삽입되면 참조 무결성 제약조건은 위배되지 않음

- DEPARTMENT에 새로 삽입되는 투플의 기본 키 애트리뷰트의 값에 따라서는 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건 등을 위배할 수 있음

- 참조하는 릴레이션(EMPLOYEE)에 새로운 투플을 삽입할 때는 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건 외에 참조 무결성 제약조건도 위배할 수 있음

 

2. 삭제

- 참조하는 릴레이션에서 투플이 삭제되면 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건, 참조 무결성 제약조건 등 모든 제약조건을 위배하지 않음

- 참조되는 릴레이션에서 투플이 삭제되면 참조 무결성 제약조건을 위배하는 경우가 생기거나 생기지 않을 수 있음

EX) DEPARTMENT 릴레이션에서 네 번째 투플인 (4, 홍보, 8)을 삭제 => 위배X, DEPARTMENT 릴레이션에서 세 번째 투플인 (3, 개발, 9)를 삭제 => 위배O

 

참조 무결성 제약조건을 만족시키기 위해서 DBMS가 제공하는 옵션

제한(restricted)

- 위배를 야기한 연산을 단순히 거절

EX) DEPARTMENT 릴레이션에서 (3, 개발, 9)를 삭제하면 참조 무결성 제약조건을 위배하게 되므로 삭제 연산을 거절

연쇄(cascade)

- 참조되는 릴레이션에서 투플을 삭제하고, 참조하는 릴레이션에서 이 투플을 참조하는 투플들도 함께 삭제

EX) DEPARTMENT 릴레이션에서 (3, 개발, 9)를 삭제하면 EMPLOYEE 릴레이션에서 부서번호 3을 참조하는 두 번째 투플과 다섯 번째 투플도 함께 삭제

 

3. 수정

- DBMS는 수정하는 애트리뷰트가 기본 키인지 외래 키인지 검사함

- 수정하려는 애트리뷰트가 기본 키도 아니고 외래 키도 아니면 수정 연산이 참조 무결성 제약조건을 위배하지 않음

- 기본 키나 외래 키를 수정하는 것은 하나의 투플을 삭제하고 새로운 투플을 그 자리에 삽입하는 것과 유사하므로, 삽입 및 삭제에서 설명한 제한, 연쇄, 널값, 디폴트값 규칙이 수정 연산에도 적용됨