제08장 데이터베이스

단원 목표 데이터베이스와 데이터베이스 관리시스템을 이해하고 그 차이를 알아본다. 데이터베이스를 구성하는 물리적 구조와 추상화 과정을 이해한다. 데이터베이스 모델의 종류를 알아본다. 데이터베이스의 관계형 모델의 구조와 구성요소, 관계 연산에 대하여 알아본다. 데이터베이스 관리시스템의 정의와 구성을 알아본다. DBMS 종류인 MYSQL, 오라클, MS SQL 서버에 대하여 알아본다. 임베디드 데이터베이스 엔진인 SQLite를 살펴보고 간단히 명령어 쉘의 실행 방법을 알아본다.

01. 데이터베이스 개요

데이터베이스 개요 데이터와 정보 데이터베이스 정의 특징 데이터(Data)는 단순한 사실에 불과한 아직 처리되지 않은 값 데이터가 사람에게 유용한 의미로 쓰여질 수 있도록 처리되면 정보(Information) 데이터베이스 정의 데이터베이스는 간단히 ‘관련 있는 데이터의 저장소’ 서로 논리적으로 연관되어 통합 관리되는 데이터의 모임 특징 데이터베이스는 통합된(Integrated) 관련(Related) 있는 데이터 중복(Redundancy)을 최소화하여 보조기억장치에 저장

데이터베이스 관리시스템 데이터베이스 관리시스템 데이터베이스 관리시스템: DBMS은 사용자가 데이터베이스를 만들고, 유지 관리할 수 있도록 돕는 프로그램 데이터베이스 관리시스템 DBMS : Database Management System 데이터와 응용 프로그램 사이에서 중재자 역할로서 모든 프로그램들이 데이터베이스를 유용하게 활용할 수 있도록 관리해 주는 소프트웨어 데이터베이스 ‘관련있는 데이터의 저장소’ ‘데이터베이스를 관리하는 소프트웨어

02. 데이터베이스 구조

필드와 레코드 필드(Fields) 레코드 특정한 종류의 데이터를 저장하기 위한 영역을 필드(fields) 함 특정한 종류란 그 필드에 저장될 수 있는 데이터의 종류 데이터 유형(data types) 사람에 대한 이름, 학번, 생년월일, 주소 이름, 학번, 생년월일, 주소와 같이 논리적으로 의미 있는 자료의 단위가 필드 이름 필드에는 문자열이 저장되어야 하므로 이름 필드의 자료 유형은 문자열 유형 학번의 자료 유형은 정수 레코드 필드에는 실제 자료 값이 저장되며 이러한 필드가 여러 개 모이면 하나의 레코드(Record)가 됨.

파일과 데이터베이스 데이터베이스(Database) 여러 개의 레코드가 모여 하나의 파일, 파일이 여러 개 모여 데이터베이스 구성 데이터베이스(Database) 서로 관련 있는 데이터들로 통합한 파일의 집합 파일1과 또 다른 정보를 저장하는 여러 파일이 모여서 만들어진 데이터베이스를 표현 데이터베이스를 구성하는 하나의 파일인 파일1 학번, 이름, 학과, 주소와 같이 동일한 형태의 필드 집합을 가지며 파일n과 같은 다른 파일은 그 파일의 고유한 다른 형태의 필드 집합을 가짐

데이터베이스 추상화 데이터베이스 추상화의 세 가지 단계 스키마 데이터베이스를 보는 관점인 뷰(view)를 세 단계로 추상화(abstraction)시켜 가능한 각 수준을 바라보는 뷰만을 인지 데이터베이스 추상화의 세 가지 단계 물리적 단계(physical level) 논리적 단계(logical level) 뷰 단계(view level) 스키마 데이터베이스의 전체적인 설계 데이터베이스를 구성하는 정보의 종류와 관계의 구체적인 기술(description)

추상화의 세 가지 단계 물리적 단계: 내부 단계(internal level) 물리적 단계에는 하나의 물리 스키마(physical schema), 논리적 단계에는 하나의 논리 스키마(logical schema), 뷰 단계에는 여러 개의 서브 스키마(subschema)가 각각 대응 물리적 단계: 내부 단계(internal level) 저장 장치의 내부에 실질적으로 데이터가 저장될 구조와 위치를 결정 하위 수준의 접근 방식을 다루고 바이트들이 어떻게 저장 장치로부터 변환이 되는지 다룸 하드웨어와 직접적인 상호 작용을 다룸 데이터베이스의 물리적 구조를 기술한 것으로 하위 데이터 모델을 통해 표현 논리적 단계: 개념 단계(conceptual level) 데이터베이스에 저장될 데이터의 종류와 데이터 간의 관계를 기술 논리 스키마는 복잡한 데이터베이스의 내부 구조를 알 필요 없이 비교적 간단한 데이터 구조로 전체 데이터베이스를 기술 뷰 단계: 외부 단계(external level) 추상화의 최상위 단계, 사용자와 직접적인 상호작용 논리적 단계에 서 나온 데이터를 사용자에게 친숙한 형태의 뷰(view)로 변환하여 사용자에게 제공 서브 스키마 또는 외부 스키마(external schema) 사용자마다 다른 뷰에서 본인의 관심인 데이터베이스의 일부분을 정의한 것

데이터 독립성 논리적 데이터 독립성 물리적 데이터 독립성 데이터베이스의 추상화 과정에서 상위 수준의 스키마 정의에 영향을 주지 않고 해당 스키마 정의를 수정할 수 있는 능력을 데이터 독립성(data independence) 논리적 데이터 독립성 사용자의 응용프로그램 자체에 영향을 주지 않고 논리적 단계에서의 논리 스키마를 수정할 수 있는 능력 물리적 데이터 독립성 사용자의 응용프로그램 자체나 데이터베이스의 논리 스키마에 영향을 주지 않고 데이터의 물리적 스키마를 수정할 수 있는 능력

03. 데이터베이스 모델

데이터베이스 모델 계층적 모델(hierarchical model) 네트워크 모델(network model) 데이터베이스 모델은 데이터의 논리적 설계와 그들 간의 관계를 표현 계층적 모델(hierarchical model) 데이터는 위에서 아래로 트리 형태로 구성 각 엔터티(entity)는 하나의 부모만을 가짐 네트워크 모델(network model) 네트워크 모델은 레코드와 레코드 간의 관계를 서로 연결하는 그래프를 사용하여 표현 관계형 모델(relational model) 데이터를 행과 열로 구성된 이차원 테이블의 집합으로 표현한 모델 수학적 기초에 기본을 두고 있으며 현재 가장 널리 활용되는 관계형 데이터베이스(relational database)의 데이터 모델

04. 관계형 모델

관계형 모델 관계의 구조 관계형 모델은 데이터를 행과 열로 구성된 이차원 테이블의 집합으로 표현한 모델 관련성을 표현한 이차원 테이블을 관계(relation) 관계 스키마 관계의 구조를 정의 관계 이름인 학생 학생의 속성 구성인 [학생(학번, 이름, 학과, 주소, 지도교수)] 정적인 특성 관계 이름과 속성 이름이 처음에 한번 결정되면 시간의 흐름과 관계없이 동일한 내용이 계속 유지 관계 사례 관계 스키마에 삽입되는 실제 데이터 값 실제로 관계 내부에 삽입된 하나의 자료 (2000003, 김근태, 001, 인천, 0002) 동적인 특성 시간이 변함에 따라 실제 사례 값이 변함

속성과 튜플 속성 튜플 관계의 특징 속성과 튜플은 DBMS에서 각각 열과 행을 의미 관계에서 각 열을 속성(attribute) 실제 데이터베이스에서는 필드 DBMS에서는 열(column)이라고 표현 튜플 하나의 관계에서 각 행을 튜플(tuple) 관계에서 정의된 모든 속성 값들의 집합 실제 데이터베이스에서는 레코드 DBMS에서는 행(column)이라고 표현 도메인 하나의 속성이 취할 수 있는 모든 값의 범위를 의미 관계의 특징 중복된 튜플은 불가 원자 값(atomic value) 튜플 내의 모든 값은 더 이상 나눌 수 없는 값이어야 함

키 다양한 키의 종류 키(key)는 관계에서 튜플들을 유일(uniqueness)하게 구별할 수 있는 하나 이상의 속성의 집합 후보키(candidate key) 하나의 관계에서 유일성과 최소성(minimality)을 만족하는 키 주키(primary key) 주키는 관계에서 여러 튜플 중에서 하나의 튜플을 식별하는 역할을 수행 외래키(foreign key) 외래키는 어느 관계의 속성들 중에서 일부가 다른 관계의 주키가 될 때, 이 키를 외래키라 함. 이 외래키를 이용하여 관계와 관계를 서로 연결할 수 있음.

관계에 대한 연산: 삽입 Insert 삽입 연산은 관계에 하나의 튜플을 삽입(insert)하는 연산 관계에서는 튜플의 순서는 의미가 없으므로 삽입되는 튜플의 순서는 상관하지 않음. 학생 관계에 튜플 (20073007, 김 남훈, 19891018, 010-5948-2875)을 삽입한 결과

관계에 대한 연산: 삭제 Delete 삭제 연산은 관계에서 관련된 튜플을 삭제(delete)하는 연산 학생 관계에서 핸드폰 번호가 011으로 시작하는 튜플을 삭제하는 연산을 실행

관계에 대한 연산: 수정 Update 수정 연산은 관계에서 관련된 속성 값을 수정(update)하는 연산 학생 관계에서 학번이 20153004인 학생에 대한 생년월일을 19961010으로 수정하는 연산

관계에 대한 연산: 조회 Select 관계에서 관련된 튜플에서 부분 집합의 튜플과 속성으로 구성된 새로운 관계를 생성하는 연산 주어진 관계에서 튜플을 선택하기 위하여 관계의 특정 속성만을 지정 가능 학생 관계에서 태어난 년도가 1996년인 학생의 학번, 이름, 생년월일을 조회하는 연산을 실행

05. 데이터베이스 관리시스템

데이터베이스 관리 시스템 정의와 구성 데이터베이스 관리시스템 DBMS 구성 DBMS가 제공해야 하는 여러 기능을 수행하는 단위 프로그램으로 저장 관리자(Storage Manager), 질의 처리기(Query Processor), DBMS인터페이스 도구(DBMS Interface Tool) 등으로 구성 데이터베이스 관리시스템 DBMS: Database Management System 데이터베이스를 정의 데이터베이스를 구축 데이터베이스를 조작 데이터베이스를 제어 데이터베이스에서 정보를 쉽게 활용할 수 있도록 만든 프로그램이자 소프트웨어 DBMS 구성 저장 관리자(Storage Manager) 질의 처리기(Query Processor) DBMS 인터페이스 도구(DBMS Interface Tool)

MySQL와 오라클 MySql 오라클 기업용 DBMS로 가장 널리 활용되는 Oracle, 공개 DBMS인 MySql, 그리고 중소 규모에서 널리 활용되는 마이크로소프트의 MS SQL Server MySql MySQL은 대표적인 오픈 소스 DBMS 제품 MySQL은 원래 mSQL이라는 DBMS에서 기반이 되어 새로 개발된 DBMS 오라클 1977년 설립된 오라클(Oracle) 사가 개발한 오라클은 세계적으로 가장 성공한 DBMS의 한 제품.

SQL 서버 SQL 서버 마이크로소프트 사의 SQL 서버(SQL Server)는 인텔 기반의 서버용 컴퓨터에서 널리 사용되는 DBMS SQL 서버 원래 사이베이스(Sybase) 사의 DBMS 엔진을 윈도우 NT에 탑재하면서 시작 버전 4.2까지 사이베이스와 공동 개발 마이크로소프트 사는 사이베이스의 제품을 완전히 사들여 독자적으로 DBMS의 내부 커널을 재설계하여 SQL 서버 6.0을 발표함.

ODBC ODBC(Open Database Connectivity) DBMS의 종류에 관계없이 어떤 응용 프로그램에서나 모두 접근하여 사용할 수 있도록 하기 위하여 마이크로소프트에서 개발한 데이터베이스 표준 접근 방법 장점 ODBC API (Application Programming Interface)를 제공하여 데이타베이스 개발을 더욱 쉽게 가능하게 함 ODBC를 사용하면 여러 종류의 데이터베이스를 함께 사용 가능 기존에 사용하던 데이터베이스를 교체한다 하더라도 응용 시스템을 계속해서 그대로 사용할 수 있어 비용을 절감

임베디드 DBMS SQLite 스마트폰, 태블릿과 같은 다양한 모바일 기기의 보급에 따라 모바일 기기에 기본적으로 탑재되는 작지만 빠른 개인용 임베디드 데이터베이스 SQLite 데이터베이스 엔진을 위한 소프트웨어 라이브러리로 소스도 공개되어 있고 무료로 사용 리차드 힙(Richard Hipp)이 2000년에 DBMS를 사용하지 않고 활용할 수 있는 데이터베이스 엔진(database engine)으로 개발 C로 구현되어 용량이 작고 가벼우면서도 안정적 서버가 따로 필요하지 않아 임베디드(embedded) 데이터베이스로 많이 활용 세계에서 가장 널리 배포된 SQL 데이터베이스 엔진 iOS와 안드로이드 등 모바일 환경에 많이 내장되어 사용

SQLite의 설치와 사용 윈도우용 쉘 압축 파일 sqlite-shell-win32-x86-3080500.zip을 풀어 SQLite를 간단히 사용해 보기 위해 SQLite 홈페이지의 다운로드 메뉴에서 윈도우용 실행파일 중, 명령어 쉘(sqlite-shell-win32-x86-0000000.zip)을 내려 받아 실행 윈도우용 쉘 압축 파일 sqlite-shell-win32-x86-3080500.zip을 풀어 바로 실행 파일 sqlite3.exe를 실행

SQLite 명령어 쉘의 사용 실행 파일 sqlite3.exe를 실행 명령어 SQLite는 SQLite 데이터베이스에 대해 SQL 문을 입력하고 실행할 수 있는 sqlite3. exe라는 간단한 명령 줄 프로그램인 명령행 쉘을 제공 실행 파일 sqlite3.exe를 실행 마지막 행인 sqlite>를 명령 프롬프트(prompt) 이후에 명령어를 입력한 후 enter 키를 눌러 실행 명령어 테이블 생성 레코드 삽입 조회

SQLite 데이터베이스 저장과 활용 조회와 저장 임시 데이터베이스가 만들어지고 삭제되므로, 작업한 내용이 사라짐 조회와 저장 select로 조회 작업한 내용을 새 데이터베이스 파일에 저장 쉘 명령어 ‘.save 데이 터베이스파일명’으로 실행 저장된 데이터베이스를 다시 가져오기 쉘 명령어 ‘.open 데이터베이스파일명’을 실행

Thank you