[강의 정리] 데이터베이스 개론

출처 - 쉬운코드 Youtube

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✅ Database란?

 - 전자적으로 저장되고 사용되는 관련 있는 데이터들의 조직화된 집합.

 

✅ DBMS란?

 - DataBase Management System

 - 데이터를 조직화하여 관리하면, 불필요한 데이터 중복이나 불일치를 방지할 수 있다.

 - 사용자에게 DB를 정의하고, 만들고, 관리하는 기능을 제공하는 소프트웨어 시스템

 - DB를 정의할 때 부가데이터인 metadata가 발생하게 되는데,

    이 metadata도 마찬가지로 DBMS가 관리한다.

 

(참고) metadata란?

 - 데이터의 데이터. 즉 데이터를 설명하기 위한 부가적인 데이터.

 - Database를 정의하거나 describe하는 데이터

 - catalog라고도 부름.

 - e.g.) 데이터 유형, 구조, 제약조건, 보안, 저장, 인덱스 등...

 

 

- 대표적인 DBMS 종류 : PostgreSQL, MySQL, Oracle, MsSql

 

✅ Database System이란?

 - DB + DBMS + 연관된 applications 를 통틀어 지칭.

 - 데이터베이스 시스템을 줄여서 그냥 데이터베이스라고 부르는 경우도 많다.

 

 

 - 응용프로그램(사용자)은 DBMS에 쿼리를 보내고,

    DBMS는 쿼리를 해석해서 데이터베이스에 접근, 사용자의 요청을 처리하여 사용자에게 응답해준다.

 

✅ Data models

 - DB의 구조를 기술하는 데 사용될 수 있는 개념들이 모인 집합

 - 즉, 데이터 모델은 DB의 구조를 추상화하여 표현할 수 있는 수단을 제공한다.

 - 여기서 DB 구조란, 데이터 유형(type),  데이터 관계(relationship), 제약사항(constraints) 등을 말한다

 

 - Data model은 여러 종류가 있으며, 어느정도 추상화할지(추상화 레벨) 또는 DB의 구조와 방식에 따라 조금씩 다르다.

 

 

🐥 Data models 분류

 

1️⃣ Conceptual(or high-level) data models

 - 개발자가 아닌 일반 사용자들도 쉽게 이해할 수 있는 개념들로 이루어진 모델

 - 비즈니스 요구사항을 추상화하여 기술할 때 사용한다.

 - 데이터 모델 중 추상화 수준이 가장 높다.

 - 예시: ER모델

 

2️⃣ Logical(or representational) data models

 - 이해하기 어렵지 않으면서도, 디테일하게 DB를 구조화할 수 있는 개념들을 제공한다.

 - 즉, 실제 물리데이터가 컴퓨터에 저장될 때의 구조와 크게 다르지 않게 DB를 구조화할 수 있도록 해준다.

 - 그러나 실제 물리 구조와 완전 같지는 않고, 특정 DBMS나 storage에 종속되지 않는 수준에서 DB를 구조화할 수 있는 모델이다.

 - 예시: relational data model(백엔드 개발자가 가장 많이 사용), object data model, object-relational data model 등

 

3️⃣ Physical(or low-level) data models

 - 컴퓨터에 데이터가 어떻게 파일 형태로 저장되는지를 기술할 수 있는 수단을 제공해준다.

 - data format, data orderings, access path 등

 

 

✅ Database Schema란?

 - Data model을 바탕으로 데이터베이스의 구조를 기술한 것.

 - 스키마는 데이터베이스를 설계할 때 정해지며, 이 스키마에 따라 DB의 구조가 정해지기 때문에

    스키마는 한 번 정해진 후에는 잘 바뀌지 않는다.

 

✅ Database state란?

 - 특정 시점에 DB에 있는 데이터를 말한다. (snapshot이라고도 한다)

 - DB에 있는 실제 데이터는 꽤 자주 바뀔 수 있어서 필요한 개념이다

 

 

 

✅ Three-schema architecture

 - Database system을 구축하는 아키텍처 중 하나이다.

 - User application으로부터 물리적인 데이터베이스를 분리시키려는 목적으로 사용된다.

 - 즉 물리적인 DB가 바뀌더라도, user application에는 영향을 미치지 않도록 하기 위해 사용된다.

 

 - 3가지 레벨이 존재하며, 각 레벨마다 스키마가 정의되어 있다.

 

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1️⃣ External level - External schemas

 - 사용자가 보게 되는 스키마라서 external views , user views 라고도 불린다.

 - 특정 사용자가 필요로 하는 데이터만 표현하고, 그 외 알려줄 필요가 없는 데이터는 숨긴다.

 - logical data model을 이용해서 표현한다.

 

2️⃣ Conceptual level - Conceptual schemas

 - 사용자마다 필요로 하는 데이터만 보여주려다보니, 중복되는 데이터를 가진 internal schema들이 생겨나는 문제를 해결하기 위해 등장한 개념이다.

 - 물리적인 저장 구조에 관한 내용은 숨기고, 전체 데이터베이스에 대한 구조를 logical data model을 이용해서 기술한다.

 - Internal schema를 논리적으로 추상화해서 표현한 구조라고 생각하면 된다.

 - 따라서 Entities, data types, relationships, user operations, constraints에 집중하여 데이터베이스 구조를 표현한다.

 

3️⃣ Internal level - Internal schemas

 - 물리적으로 데이터가 어떻게 저장되는지 physical data model을 이용해서 표현한다.

 - Data storage, data structure, access path 등 물리적 실체가 있는 내용을 기술하는 스키마이다.

 

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 - Three-schema architecture에서 각 레벨을 독립시키는 이유는, 어느 레벨에서의 변화가 다른 레벨에 영향을 주지 않도록 하기 위해서이다. (안정적 운영 목적)

 

 - 대부분 DBMS가 three level을 명시적으로 완벽하게 나누지는 않는다.

 

 

 

✅ DDL이란?

 - Data Definition Language

 - Conceptual schema를 정의하기 위해 사용되는 언어이다.

 

✅ SDL이란?

 - Storage Definition Language

 - Internal schema를 정의하는 용도로 사용되는 언어.

 - 요즘, 특히 relational DBMS에서는 SDL이 거의 없고, internal schema 정의는 파라미터 등의 설정으로 대체된다.

 

✅ VDL이란?

 - View Definition Language

 - External schema를 정의하기 위해 사용되는 언어이다.

 - 대부분의 DBMS에서는 DDL이 VDL의 역할까지 수행한다.

 

✅ DML이란?

 - Data manipulation Language

 - DB에 있는 데이터를 활용(추가, 수정, 검색, 삭제 등)하기 위한 언어이다.

 

 

⭐️ 오늘날의 DBMS는 DML, VDL, DDL이 따로 존재하기보다는, 하나의 통합된 언어로 존재한다.

 - 대표적인 예가 relational database language인 SQL이다.