관계 모델의 릴레이션과 무결성 제약조건

✅ 관계 모델

- 관계 모델에서 데이터는 주로 릴레이션(Relation)에 의해 표현된다.

- 릴레이션은 릴레이션 스키마와 릴레이션 인스턴스로 이루어진다.

 

📌 릴레이션 스키마

- 영어로 '개요,기본 틀' 이라는 뜻이다.

- 데이터베이스에서 스키마란, 데이터베이스 구조와 제약조건에 관한 전반적인 명세를 의미한다.

- 즉 개체(entity)와 개체의 속성(attribute), 개체 관의 관계(relation), 제약조건(constraint)들을 명세에 맞게 기술한 것이다.

- 관계데이터베이스(RDB)에서 스키마는 릴레이션 이름, 속성(attribute) 이름, 각 속성의 도메인 이름을 명세한다.

🐣 도메인이란?
- 하나의 속성(attribute)이 가질 수 있는 동일한 유형의 원자값들의 집합이다.
- 프로그래밍 언어 관점에서 "필드의 데이터 타입"을 의미한다.

 

 

- 릴레이션 스키마 정의 예시:

 

📌 릴레이션 인스턴스

- 릴레이션 스키마를 기반으로 만들어진 실제 데이터가 저장되는 테이블

- 즉, 튜플(tuple)의 집합 이다. (튜플 대신 레코드(record) 또는 개체(entity)라고도 부른다.)

 

- 튜플(tuple)이란, 스키마에서 정의된 속성들로 구성된 하나의 데이터 묶음이다. 즉 테이블의 행(row)에 해당한다.

 

- 릴레이션 인스턴스의 tuple 수를 카디널리티(cardinality)라고 하고, attribute 수를 차수(degree)라고 한다.

    (카디널리티라는 개념은 데이터베이스와 데이터 분석에서 매우 중요하다고 한다. 쿼리 최적화할 때 cardinality estimate가 가장 중요하다고 한다!)

 

- 릴레이션 인스턴스에서 tuple의 순서는 중요하지 않다.

 

- 릴레이션 인스턴스는 릴레이션 스키마에 정의된 명세를 반드시 따라야 한다.

 

📌 관계 데이터베이스(Relational database)

- 서로 다른 릴레이션 이름을 가진 릴레이션 인스턴스들의 모임을 관계 데이터베이스라고 한다.

- 관계형 데이터베이스에 속한 모든 릴레이션의 스키마 집합을 관계형 데이터베이스 스키마라고 한다.

 

 

✅ 무결성 제약조건 (Integrigy Constraint)

 

저장된 정보의 품질에 따라 데이터베이스 품질이 결정된다.

데이터 품질이 떨어지면 "데이터를 통한 의사결정"이라는 목적을 이룰 수 없다.

따라서 DBMS는 데이터 품질을 지킬 수 있도록 하는 수단을 가지고 있어야 한다.

 

데이터 품질이 높다는 것은, 저장된 데이터가 정확하고, 저장된 데이터가 중복되지 않는다는 것이다.

RDB에서 데이터 품질을 지키기 위해서는 무결성 제약조건을 지켜야 한다.

RDB에서 무결성 제약조건이란, 데이터베이스 스키마에 명세되어 있는 제약조건을 말한다.

 

데이터베이스 스키마에 명세된 무결성 제약조건을 모두 지키는 인스턴스를 legal한 인스턴스라고 하고,

DBMS는 무결성 제약조건을 강제하여 인스턴스를 legal하도록 보장한다.

 

즉 DBMS는 무결성 제약조건을 위반하는 데이터 변경을 시도하는 명령은 즉시 거부한다.

 

 

무결성에는 개체 무결성, 참조 무결성, 도메인 무결성이 있다.

 

📌 개체 무결성

- 하나의 개체(tuple)는 같은 릴레이션의 다른 tuple들과 명확히 구분되어야 한다.

- 개체 무결성을 지키기 위해서 "키 제약조건"을 사용한다.

- 그러려면 릴레이션의 속성들의 최소 부분집합인 키가 각 tuple에 대한 고유 식별자가 되어야 한다.

- 즉 key는 하나의 tuple을 식별하는 속성의 부분집합이다.

 

📌 참조 무결성

- 참조 관계에 있는 두 릴레이션의 데이터는 항상 일관된 값으로 유지되어야 한다.

- 즉, 하나의 릴레이션의 데이터가 수정되거나 삭제될 경우, 참조 관계에 있는 데이터 또한 수정되거나 삭제되어야 한다.

- 참조 무결성을 지키기 위해서 "외래키 제약조건"을 사용한다.

- 외래키란, 하나의 릴레이션의 키 중에서 다른 릴레이션의 tuple을 유일하게 식별할 수 있는 키이다.

   - 이 외래키를 이용해서 하나의 릴레이션의 tuple에서 다른 릴레이션의 tuple을 참조한다.

 

 

📌 도메인 무결성

- 릴레이션의 각 속성의 필드에는 일관된 데이터가 저장되어야 한다. 따라서 속성 필드에 지정된 형식 외의 데이터는 저장되어서는 안 된다.

- 도메인 무결성을 지키기 위해서 "도메인 제약조건"을 사용한다.