데이터베이스 강의 3

🎯 학습 목표

 

‣ 데이터베이스, 데이터베이스 관리 시스템, 데이터베이스 시스템의 차이를 이해한다.

‣ 데이터베이스 시스템의 구성 요소를 살펴본다.

‣ 데이터베이스 3단계 구조에서 데이터 독립성의 개념을 실현하는 방법을 이해한다.

‣ 데이터 언어별 특징을 알아본다.

‣ 데이터 베이스 사용자별 특징을 알아본다.

‣ 데이터베이스 관리 시스템의 구성을 알아본다.

 

 

 

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1.  데이터베이스 시스템의 정의

•  데이터베이스 시스템 (DBS; DataBase System)

     • 데이터베이스에 데이터를 저장하고, 이를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템

 

 

 

2.  데이터베이스의 구조

 

•  스키마와 인스턴스

     • 스키마 (schema)

            • 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조와 제약조건을 정의한 것

 

     • 인스턴스 (instance)

            • 스키마에 따라 데이터베이스에 실제로 저장된 값

 

 

•  3단계 데이터베이스 구조

     • 미국 표준화 기관인 ANSI/SPARC에서 제안

     • 데이터베이스를 쉽게 이해하고 이용할 수 있도록 하나의 데이터베이스를 관점에 따라 세 단계로 나눈 것

            • 외부 단계 : 개별 사용자 관점

            • 개념 단계 : 조직 전체의 관점

            • 내부 단계 : 물리적인 저장 장치의 관점

 

     • 각 단계별로 다른 추상화 제공

            • 내부 단계에서 외부 단계로 갈수록 추상화 레벨이 높아짐

 

 

 

🔍  외부 단계

     • 데이터베이스를 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현하는 단계

     • 데이터베이스 하나에 외부 스키마가 여러 개 존재할 수 있음

            • 외부 스키마

              - 외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스를 정의한 것

              - 각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습, 즉 논리적 구조로 사용자마다 다름

              - '서브 스키마' 라고도 함

 

🔍  개념 단계

     • 데이터베이스를 조직 전체의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

     • 데이터베이스 하나에 개념 스키마가 하나만 존재함

            • 개념 스키마

              - 개념 단계에서 데이터베이스 전체의 논리적 구조를 정의한 것

              - 조직 전체의 관점에서 생각하는 데이터베이스의 모습

              - 전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는지, 데이터들 간에는 어떤 관계가 존재하고 어떤 제약조건이 존재하는지에 대한 정의뿐만 아니라, 데이터에 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함

 

🔍  내부 단계

     • 데이터베이스를 저장 장치의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

     • 데이터베이스 하나에 내부 스키마가 하나만 존재함

            • 내부 스키마

              - 전체 데이터베이스가 저장 장치에 실제로 저장되는 방법을 정의한 것

              - 레코드 구조, 필드 크기, 레코드 접근 경로 등 물리적 저장 구조를 정의

 

 

 

•  3단계 데이터베이스 구조의 사상 또는 매핑

     • 스키마 사이의 대응 관계

            • 외부/개념 사상 : 외부 스키마와 개념 스키마의 대응 관계

              - 응용 인터페이스라고도 함

            • 개념/내부 사상 : 개념 스키마와 내부 스키마의 대응 관계

              - 저장 인터페이스라고도 함

 

     • 미리 정의된 사상 정보를 이용하여 사용자가 원하는 데이터에 접근

 

 

•  데이터 독립성

     • 하위 스키마를 변경하더라도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성

     • 논리적 데이터 독립성

            • 개념 스키마가 변경되어도 외부 스키마는 영향을 받지 않음

            • 개념 스키마가 변경되면 관련된 외부/개념 사상만 정확하게 수정해주면 됨

     • 물리적 데이터 독립성

            • 내부 스키마가 변경되어도 개념 스키마는 영향을 받지 않음

            • 내부 스키마가 변경되면 관련된 개념/내부 사상만 정확하게 수정해주면 됨

 

•  데이터 사전

     • 시스템 카탈로그라고도 함

     • 데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보, 즉 메타 데이터를 유지하는 시스템 데이터베이스

            • 메타 데이터 : 데이터에 대한 데이터

     • 스키마, 사상 정보, 다양한 제약조건 등을 저장

     • 데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성하고 유지함

     • 일반 사용자도 접근이 가능하지만 저장된 내용을 검색만 할 수 있음

 

•  데이터  디렉토리

     • 데이터 사전에 있는 데이터에 실제로 접근하는 데 필요한 위치 정보를 저장하는 시스템 데이터베이스

     • 일반 사용자의 접근은 허용되지 않음

 

•  사용자 데이터베이스

     • 사용자가 실제로 이용하는 데이터가 저장되어 있는 일반 데이터베이스

 

 

 

3.  데이터베이스 사용자

 

•  데이터베이스 사용자

            • 데이터베이스를 이용하기 위해 접근하는 모든 사람

            • 이용 목적에 따라 데이터베이스 관리자, 최종 사용자, 응용 프로그래머로 구분

 

•  데이터베이스 관리자

            • 데이터베이스 시스템을 운영 관리하는 사람

            • 주로 데이터 정의와 데이터 제어어를 사용

            • 데이터베이스 구성 요소 선정

            • 데이터베이스 스키마 정의

            • 물리적 저장 구조와 접근 방법 결정

            • 무결성 유지를 위한 제약조건 정의

            • 보안 및 접근 권한 정책 결정

            • 백업 및 회복 기법 정의

            • 시스템 데이터베이스 관리

            • 시스템 성능 감시 및 성능 분석

            • 데이터베이스 재구성

 

•  최종 사용자

            • 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작하는 사람

            • 주로 데이터 조작어를 사용

            • 캐주얼 사용자와 초보 사용자로 구분

 

•  응용 프로그래머

            • 데이터 언어를 삽입하여 응용 프로그램을 작성하는 사람

            • 주로 데이터 조작어를 사용

 

 

 

4.  데이터 언어

 

•  데이터 언어

            • 사용자와 데이터베이스 관리 시스템 간의 통신 수단

            • 사용 목적에 따라 데이터 정의어, 데이터 조작어, 데이터 제어어로 구분

 

 

•  데이터 정의어 (DDL)

            • 스키마를 정의하거나, 수정 또는 삭제하기 위해 사용

 

•  데이터 조작어 (DML)

            • 데이터의 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리를 요구하기 위해 사용

            • 절차적 데이터 조작어와 비절차적 데이터 조작어로 구분

                    • 절차적 데이터 조작어

                      - 사용자가 어떤 데이터를 원하고 그 데이터를 얻기 위해 어떻게 처리해야 하는지도 설명

                    • 비절차적 데이터 조작어

                      - 사용자가 어떤 데이터를 원하는지만 설명

                      - 선언적 언어라고도 함

 

•  데이터 제어어 (DCL)

            • 내부적으로 필요한 규칙이나 기법을 정의하기 위해 사용

            • 사용 목적

                      - 무결성 : 정확하고 유효한 데이터만 유지

                      - 보안 : 허가받지 않은 사용자의 데이터 접근 차단, 허가된 사용자에 권한 부여

                      - 회복 : 장애가 발생해도 데이터 일관성 유지

                      - 동시성 제어 : 동시 공유 지원

 

 

 

5.  데이터베이스 관리 시스템의 구성

•  데이터베이스 관리 시스템

            • 데이터베이스 관리와 사용자의 데이터 처리 요구 수행

            • 주요 구성 요소

                 •  질의 처리기

                 - 사용자의 데이터 처리 요구를 해석하여 처리

                 •  저장 데이터 관리자

                 - 디스크에 저장된 사용자 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고, 여기에 실제로 접근하는 역할을 담당