Chapter 1 - 관계형 데이터베이스

관계형 데이터베이스

관계형 데이터베이스는 관계형 모델에 기반하여 데이터와 데이터들의 관계를 나타내기 위해 테이블들의 집합을 사용한다. 관계형 데이터베이스는 또한 DML과 DDL을 포함한다. 대부분의 상업적인 관계형 데이터베이스 시스템은 SQL 언어를 사용한다.

• 테이블

각 테이블은 고유한 이름을 가진 여러 개의 열(column)로 구성된다. 아래의 그림은 두개의 테이블을 가진 관계형 데이터베이스의 예로서, 고객과 그들의 계좌를 나타내는 관계형 데이터베이스를 보이고 있다. 첫 번째 테이블은 대학교 교수들에 대한 상세 정보를, 두 번째 테이블은 대학교의 여러 학과들에 대한 정보를 담고 있다.

    

첫 번째 instructor 테이블은 이름이 El Said 이고 32343라는 ID를 갖는 교수가 역사학과의 일원이며 60000달러의 연봉을 받고 있음을 나타낸다. 두 번째 department 테이블은 생물학과가 Watcon 건물에 위치해 있으며 90,000$ 의 예산을 갖고 있음을 나타낸다. 물론 실세계의 대학교는 더 많은 학과와 교수들을 가지고 있다. 여기에서는 개념들을 보여주기 위해 작은 테이블들을 사용한다. 같은 스키마를 갖는 더 큰 예제는 온라인에서 구할 수 있다.

    관계형 모델은 레코드-기반 모델의 한 예이다. 레코드-기반 모델이라 명명한 것은 데이터베이스가 몇 개의 형으로 이루어진 고정 형식의 고정 형식의 레코드로 구성되기 때문이다. 각 테이블은 특정한 형(type)의 레코드들을 포함한다. 각 레코드형은 정해진 수의 필드(또는 속성)를 정의한다. 테이블의 각 열은 레코드형의 속성에 대응한다.

    테이블이 파일 안에서 어떻게 저장되는지를 살피는 것은 어렵지 않은 일이다. 예를 들어, 하나의 레코드 안에서 각각의 속성은 특정 문자(컴마와 같은)로 구분되며, 각각의 레코드는 또 다른 문자(\n같은)로 구분되어 저장된다. 관계형 데이터베이스는 하위 수준의 상세한 구현을 데이터베이스 개발자나 사용자로부터 숨긴다.

    관계형 모델에서 정보의 불필요한 중복 문제를 가진 스키마가 있을 수도 있다는 것에 주의하라 예를 들어, department 의 budget을 instructor 레코드의 속성으로 저장했다고 하자. 그러면 언제라도 특정 예산의 값(예를 들어 물리학과의 예산)이 바뀌면 그 변화는 물리학과와 연관되어 있는 모든 교수들의 레코드에 반영될 것이다.

• 데이터 조작 언어
  

SQL 질의 언어는 비절차적 언어이다. 입력으로 몇 개의 테이블(오직 한개도 가능하다)을 받아 항상 한 개의 테이블을 반환한다. 다음은 역사학과의 모든 교수들의 이름을 찾는 SQL 질의언어의 예이다.

select instructor.name                       

from instructor                                

where instructor.dept name = 'History'; 

위의 질의는 instructor 테이블로 부터 dept name 이 History 인 행을 검색하여 해당 행의 name 속성 값을 보여주라는 명령이다. 좀 더 구체적으로 보면 위 질의의 실행 결과는 레이블 값이 name 인 한 개의 열과 dept_name 이 History 인 교수들의 이름을 가지는 행들의 집합으로 된 테이블이다. 위 질의가 위의 그림의 테이블에서 실행된다면 결과는 두 개의 행으로 이루어지는데, 한 행은 El Said 이고 나머지 하나는 Califieri 이다.

    질의의 하나 이상의 테이블에 있는 정보를 포함한다. 예를 들면, 아래의 질의는 예산이 95,000$보다 많은 학과의 모든 교수들의 ID와 학과 이름을 찾아준다.

select instructor.ID, department.dept_name

from instructor, department

where instructor.dept_name = department.dept_name and

department.budget > 95000;

이 질의가 위의 그림의 테이블에 대하여 실행되면, 시스템은 95,000 달러보다 많은 예산을 가진 두 학과 - Computer Science 와 Finance - 를 찾고, 이 학과들의 교수 다섯 명을 찾아낸다. 결과는(12121, Finance), (45565, Computer Science), (10101, Computer Science), (83821, Computer Science), (76543, finance)와 같이 두개의 열(ID, dept_name) 과 다섯 개의 행으로 구성된 테이블이다.

• 데이터 정의 언어
  

SQL 은 테이블, 무결성 제약조건, 주장 등을 정의할 때 많은 DDL 을 제공한다. 예를 들어 다음의 SQL 언어는 department 테이블을 정의한다.

create table department                   

(dept_name   char(20),                

building     char(15),             

budget     numeric(12,2));   

위의 DDL 문장의 실행은 dept_name, building, budget 의 세 열을 갖는 department 테이블을 생성하며, 각 열은 특정한 데이터 형을 갖는다. 데이블의 스키마는 메타데이터의 예이다.

• 응용 프로그램에서의 데이터베이스 접근
  

SQL은 범용 튜링 머신만큼 강력하지 않다. 즉 SQL 로는 불가능하지만, 일반적인 목적의 프로그래밍 언어를 사용하면 가능한 몇몇의 계산이 존재한다. SQL 은 사용자의 입력, 디스플레이로의 출력, 네트워크를 통한 통신 등과 같은 동작은 지원하지 않는다. 이러한 계산과 동작은 데이터베이스에 있는 데이터에 접근할 수 있는 내장형 SQL 과 호스트 언어(host language) - 예를 들어 C, C++, 혹은 자바- 로 작성된다. 응용 프로그램은 데이터베이스와 상호 작용하는 데 이용되는 프로그램들이다. 대학교 시스템에서 예를 들면학생의 수강 신청, 수업 명단 생성, 학생 평점 계산, 임금 표 생성을 위한 프로그램을 들 수 있다.

    데이터베이스에 액세스하기 위해, 호스트 언어에 있는 DML 문이 실행되어야 한다. 다음은 이를 실행하기 위한 두 가지 방법이다.

• DML과 DDL 문을 데이터베이스에 보내기 위한 응용 프로그램 인터페이스 제공. C언어를 위한 표준인 ODBC(Open Database Connectivity)가 응용 프로그램 인터페이스(API) 표준으로 사용된다. Java를 위한 표준으로는 JDBC(Java Databse Connectivity)가 있다.
• 호스트 프로그램 안에 DML 을 내장하기 위한 호스트 언어 문법의 확장. 보통은 특별히 정한 문자가 DML 호출의 시작을 알리고, DML 선 컴파일러(DML precompiler)라 부르는 처리기가 DML문을 호스트 언어의 프로시저 호출로 바꾸어 준다.