[2020 정보처리기사 필기] 논리 데이터베이스 설계 (1)

70. 데이터베이스 설계 ★★★

1. 데이터베이스 설계 개념

- 사용자의 요구를 분석하여 그것들을 컴퓨터에 저장할 수 있는 데이터베이스의 구조에 맞게 변형한 후 특정 DBMS로 데이터베이스를 구현하여 일반 사용자들이 사용하게 하는 것

 

2. 데이터베이스 설계 고려사항

- 무결성(제약 조건 항상 만족), 일관성(응답 일정해야 함), 회복(복구가능해야함), 효율성(최적화 가능해야함), 확장(데이터 추가 가능해야함)

 

3. 데이터베이스 설계 순서

- 요구조건분석 => 개념적 설계 => 논리적 설계 => 물리적 설계 => 구현

 

4. 요구조건분석

- 사용할 사람들의 용도 파악

- 데이터 종류, 용도, 처리형태, 흐름, 제약조건 수집

 

5. 개념적 설계(정보 모델링, 개념화)

- 개념 스키마 모델링과 트랜잭션 모델링 병행 수행

- 요구 조건 명세를 DBMS에 독립적인 E-R 다이어그램으로 작성

- DBMS에 독립적인 개념 스키마를 설계

 

6. 논리적 설계(데이터 모델링)

- 데이터를 물리적 저장장치에 저장할 수 있도록 변환하기 위해 특정 DBMS가 지원하는 논리적 자료 구조로 변환시키는 과정

- 필드로 기술된 데이터 타입, 그 타입들 간의 관계로 표현되는 논리적 구조의 데이터로 모델화

- 개념 스키마를 평가 및 정제

- 트랜잭션 인터페이스 설계

- 관계형 데이터베이스라면 테이블을 설계하는 단계

 

7. 물리적 설계(데이터 구조화)

- 논리적 구조로 표현된 데이터를 물리적 저장장치에 저장할 수 있는 물리적 구조의 데이터로 변환하는 과정

- 데이터베이스 파일의 저장 구조 및 액세스 경로 설정

- 데이터가 컴퓨터에 저장되는 방법을 묘사

 

8. 데이터베이스 구현

- 사용하려는 특정 DBMS의 DDL(데이터 정의어)을 이용하여 데이터베이스 스키마를 기술한 후 컴파일하여 빈 데이터베이스 파일을 생성

- 생성된 빈 데이터베이스 파일에 데이터 입력

- 응용 프로그램을 위한 트랜잭션 작성

- 데이터베이스 접근을 위한 응용 프로그램 작성

 

핵심

- 데이터베이스 설계 순서 중요

- 개념적 설계 -> 개념 스키마 모델링, 트랜잭션 모델링, E-R다이어그램, 독립적 스키마

- 논리적 설계 -> 트랜잭션 인터페이스, 테이블 설계

- 물리적 설계 -> 물리적구조로 데이터 변환

- 구현 -> DDL

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71. 데이터 모델의 개념 ★★

1. 데이터 모델 

- 현실 세계 정보들을 단순화, 추상화하여 체계적으로 표현

- 데이터 모델 구성 요소 : 개체, 속성, 관계

- 데이터 모델 종류 : 개념적 데이터 모델, 논리적 데이터 모델, 물리적 데이터 모델

- 데이터 모델에 표시할 요소 : 구조, 연산, 제약 조건

 

2. 데이터 모델의 구성 요소

- 개체(Entity) : 데이터베이스에 표현하려는 것, 개념이나 정보 단위 같은 현실 세계의 대상체

- 속성(Attribute) : 데이터 필드

- 관계(Relationship) : 개체 간의 관계 또는 속성 간의 논리적인 연결

 

3. 개념적 데이터 모델

- 개체(Entity) 타입들 간의 관계

- 정보 모델이라고도 함

- 대표적으로 E-R 모델

 

4. 논리적 데이터 모델

- 필드로 기술된 데이터 타입과 이 데이터 타입들 간의 관계

- 특정 DBMS는 특정 논리적 데이터 모델 하나만 선정하여 사용

- 표현 방식에 따라 관계 모델, 계층 모델, 네트워크 모델로 구분

 

5. 논리적 데이터 모델의 품질 검증

- 개체 품질 검증 항목, 속성 품질 검증 항목, 관계 품질 검증 항목, 식별자 품질 검증 항목, 전반적인 품질 검증 항목

 

6. 데이터 모델에 표시할 요소

- 구조(Structure) : 논리적으로 표현된 개체 타입들 간의 관계

- 연산(Operation) : 실제 데이터 처리 작업에 대한 명세, 데이터베이스 조작 기본 도구

- 제약 조건(Constraint) : 실제 데이터의 논리적인 제약 조건

 

핵심

- 데이터 모델은 현실 세계의 데이터 구조를 컴퓨터 세계의 데이터 구조로 기술하는 개념적인 도구

- 데이터 모델의 구성 요소 -> 구조(Structure), 연산(Operation), 제약 조건(Constraint)

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72. 데이터 모델의 구성 요소 - 개체(Entity) ★★★

1. 개체의 정의 및 특징

- 개체(Entity)는 데이터베이스에 표현하려는 것으로 사람이 생각하는 개념이나 정보 단위 같은 현실세계의 대상체

- 정보를 제공하는 역할을 수행

- 영속적(Persistence)으로 존재하는 개체의 집합

- 독립적으로 존재하거나 그 자체로 구별 가능

- 유일한 식별자(Unique Identifier)에 의해 식별 가능

- 업무 프로세스에 의해 이용

- 다른 개체와 하나 이상의 관계(Relationship)가 있다.

- 예시) 교수의 속성 => 교수번호, 성명, 전공

 

2. 개체 선정 방법

- 인터뷰, 견학, 실제 업무에 사용되고 있는 장부와 전표 이용

- 자료 흐름도(DFD, Data Flow Diagram)을 통해 업무 분석을 수행했을 경우 자료 흐름도의 자료 저장소(Data Store)를 이용한다.

- 업무 프로세스 재설계(BPR, Business Process Reengineering)에  의해 업무를 재정의한 경우 관련 개체를 찾는다.

 

3. 개체명 지정 방법

- 일반 업무 용어 사용

- 약어 사용 되도록 제한

- 단수 명사 사용

- 모든 개체명은 유일해야 함

- 개체가 생성되는 의미에 따라 이름 부여(교수, 고객, 주문, 도시 등)

 

핵심

- 개체에는 속성이 포함되어 있다.

- 모든 개체명은 유일해야 한다.

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73. 데이터 모델의 구성요소 - 속성(Attribute) ★★

1. 속성의 정의 및 특징

- 속성(Attribute)은 데이터베이스를 구성하는 가장 작은 논리적 단위

- 파일 구조상의 데이터 항목 또는 데이터 필드

- 속성은 개체를 구성하는 항목

- 개체의 특성을 기술

- 속성의 수를 디그리(Degree) 또는 차수라고 한다.

 

2. 속성의 종류

- 속성의 특성에 따른 분류

* 기본 속성(Basic Attribute) -> 업무 분석을 통해 정의한 속성, 속성 중 가장 많고 일반적, 업무상 코드로 정의한 속성은 기본 속성에서 제외

* 설계 속성(Designed Attribute) -> 업무상 존재하지 않고 설계 과정에서 도출해내는 속성, 업무를 규칙화하려고 새로 만들거나 변형하여 정의하는 속성

* 파생 속성(Derived Attribute) -> 다른 속성으로부터 계산이나 변형 등의 영향으 받아 생긴 속성, 파생 속성은 적을수록 좋음

 

- 개체 구성 방식에 따른 분류

* 기본키 속성(Primary Key Attribute) -> 개체를 식별할 수 있는 속성

* 외래키 속성(Foreign Key Attribute) -> 다른 개체와의 관계에서 포함된 속성

* 일반 속성 -> 개체에 포함되어 있고 기본키, 외래키에 포함되지 않은 속성

 

3. 속성 후보 선정 원칙

- 후보는 최대한 많은 것이 좋다.

- 원시(Source) 속성으로 판단되는 속성 후보는 버리지 않는다.

- 소그룹별로 속성 후보군을 만들고 가장 근접한 개체에 할당

 

4. 속성명 지정 원칙

- 정확하고 혼란이 없어야 함

- 업무에서 사용하는 용어로 지정

- 서술형으로 지정 금지

- 약어 사용 제한

- 개체명은 속성명으로 불가

- 개체에서 유일하게 식별 가능하도록 지정

 

핵심

- 속성의 특성에 따른 분류 - 기본 속성, 설계 속성, 파생 속성

- 개체 구성 방식에 따른 분류 - 기본키 속성, 외래키 속성, 일반 속성

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74. 데이터 모델의 구성 요소 - 관계(Relationship) ★★

1. 관계의 정의

- 관계는 개체와 개체 사이의 논리적인 연결을 의미

- 관계에는 개체 간의 관계와 속성간의 관계가 있음

 

2. 관계의 형태

- 1:1, 1:N, N:M

 

3. 관계의 종류

- 종속 관계(Dependent Relationship) : 두 개체 사이의 주종 관계를 표현한 것으로, 식별 관계와 비식별 관계가 있음

- 중복 관계(Redundant Relationship) : 두 개체 사이에 2번 이상의 종속 관계가 발생하는 관계

- 재귀 관계(Recursive Relationship) : 개체가 자기 자신과 관계를 맺는 것으로, 순환 관계라고도 함.

- 배타 관계(Exclusive Relationship) : 개체의 속성이나 구분자를 기준으로 개체의 특성을 분할하는 관계로, 배타AND관계와 배타OR관계로 구분함.

 

4. 식별 관계 / 비식별 관계

- 식별 관계 : 개체 A, B 사이의 관계에서 A 개체의 기본키가 B 개체의 외래키이면서 동시에 기본키가 되는 관계

- 비식별 관계 : 개체 A, B 사이의 관계에서 A 개체의 기본키가 B 개체의 비기본키 영역에서 외래키가 되는 관계

 

핵심

- 관계의 형태 -> 1:1, 1:N, N:M

- 관계의 종류 -> 종속, 중복, 재귀, 배타