관계형 모델

 

2022.02.22 - [개발/데이터베이스 시스템] - 모델링, ER 모델

모델링, ER 모델

이어지는 포스팅입니다.

 

목표

1. 관계형 모델의 개념과 관계 연산을 할 수 있다.

 

목차

• 관계형 모델
• ERD의 변환
• 관계 연산 (관계형 모델의 데이터 연산)

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관계형 모델

 

논리적 데이터 모델링

 DBMS에서 사용하는 데이터 모델 구조에 맞게 데이터를 설계 (표현)하는 것을 말합니다.  이때 개념 스키마가 생성됩니다. 이 포스팅에서는 그중 관계형 디비 (relational database management system, RDBMS)를 위한 관계형 모델에 대해 말하고자 합니다.

https://kghworks.tistory.com/58

관계형 모델 (relational model, relation)

 릴레이션 (relation, 관계)으로 데이터를 표현하는 모델로, 현재 대다수 DBMS가 RDBMS이기 때문에 가장 보편적인 논리적 모델링입니다. 

 

 릴레이션의 구성은 다음과 같습니다.

 위 표 자체가 하나의 인스턴스입니다. 컬럼 값 (데이터)는 2개 이상의 메타데이터로 이루어집니다. (예 : '아르헨티나' 값은 '메신', '바르셀로나'라는 메타데이터로 이루어진 주소 데이터) 

 

릴레이션의 특징

• 레코드의 유일성 : 중복된 레코드는 존재하지 않음
• 레코드의 무순서성 : 레코드 간의 순서는 의미 없음
• 컬럼의 무순서성 :  컬럼 간의 순서는 의미가 없고, <컬럼이름, 데이터>가 한 쌍
• 컬럼 값의 원자성 : 컬럼 값은 더 이상 나눌 수 없는 데이터 

 

 원자성의 경우 예를 들면  ', '을 구분자로 여러 데이터를 하나의 컬럼에 저장하는 것은 관계형 모델에 어긋나는 지양해야 한다는 뜻입니다.

 

키  (key)

 키는 릴레이션 레코드의 유일 값으로서 그 레코드의 유일성을 나타내는 대표 값의 역할을 합니다.  따라서 키는 유일성 (Uniqueness)과 최소성 (Irreducibility)을 가집니다.  키는 하나 이상의 컬럼으로 이루어집니다. 키의 종류는 다음과 같습니다.

 

• 수퍼키 (super key) : 유일성 만족
• 후보키 (cadidate key) : 유일성을 만족 and 최소성을 만족
• 기본키 (primary key, PK) :  후보키 중 릴레이션 안에 레코드 구분을 위해 선택된 키
• 외래키 (foreign key, FK) : 다른 릴레이션과의 참조를 위해 선택된 다른렐레이션의 기본키

 

제약조건 

• 영역 제약조건 : 컬럼에 정의된 영역에만 해당하는 값이 들어감 (글자 수, 숫자의 크기 등)
• 키 제약조건 : 키는 레코드 간의 유일성을 유지할 수 있는 값으로 구성
• 개체 무결성 제약조건 : 기본키는 NULL이면 안됨
• 참조 무결성 제약조건 : 반드시 존재하는 다른 릴레이션 레코드의 기본키만 참조

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ERD의 변환

 ERD도 마찬가지로 RDBMS에 맞게 변환하여야 합니다. 아래와 같이 변환할 수 있습니다.

 연고지라는 관계 집합 자체도 하나의 릴레이션으로 변환할 수 있습니다.

 

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관계 연산 (관계형 모델의 데이터 연산)

 릴레이션들 간의 연산을 통해 새로운 릴레이션 (임시 릴레이션)으로 표현하는 것을 관계 연산이라 합니다. 사용자 (개발자) 측에서 보면 각 릴레이션들 중 필요한 데이터만 의도에 맞게 조건을 주어 연산하도록 하는 것입니다. 

 

• SELECT 연산 : 릴레이션에서 조건에 만족하는 레코드를 선택하여 릴레이션을 생성
• 프로젝션 연산 : 필요한 컬럼만 골라서 릴레이션을 생성
• 관계대수 연산 :  특정 조건에 맞는 컬럼값을 릴레이션으로 생성
• 집합 연산 : 릴레이션을 하나의 집합, 레코드를 그 집합의 원소로 보고 연산
• 카티시언 프로덕트 연산 : 두 릴레이션 사이 레코드 간의 모든 조합을 생성하는 것 (cross join)
• 조인 연산 : 카티시언 프로덕트 연산 이후 특정 조건에 맞는 레코드를 릴레이션으로 생성하는 것
• 집계 함수 연산 : 집계 함수 (합계, 평균, 최댓값 등)를 특정 레코드의 집합에 적용하여 연산하는 것