데이터베이스 개념과 관계 모델

🗄️ DBMS의 개념과 특성

이 섹션에서는 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)의 정의와 핵심 특성을 살펴보겠습니다.

데이터베이스(Database)는 여러 응용 시스템이 공유하며, 조직의 정보를 통합·저장한 데이터의 집합입니다. 단순 파일 시스템과 달리 DBMS를 통해 일관성·무결성·보안성이 보장됩니다.

DBMS(Database Management System)의 5가지 핵심 특성은 다음과 같습니다.

• 독립성(Independence): 데이터가 응용 프로그램과 독립적으로 관리됩니다. 데이터 구조가 바뀌어도 응용 프로그램을 수정할 필요가 없습니다.
• 무결성(Integrity): 데이터가 정확하고 일관된 상태를 유지합니다. 제약 조건으로 잘못된 데이터 입력을 방지합니다.
• 보안성(Security): 권한 없는 사용자의 접근을 통제합니다. 사용자별로 접근 가능한 데이터와 연산을 제한합니다.
• 회복성(Recovery): 장애 발생 시 데이터를 정상 상태로 복구할 수 있습니다. 트랜잭션 로그를 활용합니다.
• 중복 최소화(Minimum Redundancy): 데이터를 한 곳에 통합 관리하여 중복을 최소화합니다. 파일 시스템의 데이터 불일치 문제를 해결합니다.

암기법: "독무보회중" — 독립성·무결성·보안성·회복성·중복최소화 5가지를 순서대로 기억합니다. DBMS의 단점도 기출에 나옵니다: 초기 구축 비용 증가, 전문 인력 필요, 집중적 데이터 관리로 시스템 장애 시 전체 영향.

🏗️ 3단계 스키마와 데이터 독립성

이 섹션에서는 ANSI/SPARC의 3단계 스키마 구조와 데이터 독립성의 개념을 살펴보겠습니다.

3단계 스키마는 데이터베이스를 3개의 추상화 계층으로 분리하여 데이터 독립성을 실현합니다. 각 단계가 어떤 역할을 하는지 정확히 이해해야 합니다.

단계	명칭	관점	역할
외부 단계	외부 스키마(External Schema)	사용자/응용 프로그램	각 사용자가 보는 뷰(View), 서브 스키마라고도 함
개념 단계	개념 스키마(Conceptual Schema)	DBA	전체 DB의 논리적 구조, 개체·관계·제약조건 정의
내부 단계	내부 스키마(Internal Schema)	시스템	물리적 저장 구조, 인덱스·저장 레코드 형식

데이터 독립성은 상위 스키마가 하위 스키마의 변경에 영향받지 않는 것을 말합니다.

• 논리적 데이터 독립성: 개념 스키마가 변경되어도 외부 스키마(응용 프로그램)는 영향받지 않음
• 물리적 데이터 독립성: 내부 스키마(저장 구조)가 변경되어도 개념 스키마는 영향받지 않음

기출 함정: "외부 스키마는 DBA가 관리한다" → 틀림. 외부 스키마는 사용자/응용 프로그램 관점입니다. "논리적 독립성은 내부 스키마와 개념 스키마 사이의 독립성이다" → 틀림. 논리적 독립성은 외부-개념 사이입니다.

🔗 관계 데이터 모델 핵심 용어

이 섹션에서는 관계 데이터 모델에서 사용하는 핵심 용어와 일반 용어의 대응 관계를 살펴보겠습니다.

관계 모델 용어	일반 용어	설명
릴레이션(Relation)	테이블(Table)	2차원 표 형태의 데이터 집합
튜플(Tuple)	행(Row), 레코드	릴레이션의 각 행
속성(Attribute)	열(Column), 필드	릴레이션의 각 열
도메인(Domain)	—	속성이 가질 수 있는 값의 범위
차수(Degree)	—	속성(열)의 수
카디날리티(Cardinality)	—	튜플(행)의 수

암기법: "차수=열 개수(D학점), 카디날리티=행 개수(Car=차량=줄)" — 차수는 Degree(D)로 세로 방향 속성 수, 카디날리티는 행 수입니다. 기출에서 차수와 카디날리티를 바꿔 묻는 함정이 자주 출제됩니다.

🔑 키 5종 완전 정복

이 섹션에서는 관계 데이터 모델에서 사용되는 키 5가지 종류와 각각의 특성을 살펴보겠습니다.

키 종류	특성	핵심 설명
슈퍼키(Super Key)	유일성 O, 최소성 X	튜플을 유일하게 식별하는 속성 집합 (중복 속성 포함 가능)
후보키(Candidate Key)	유일성 O, 최소성 O	기본키가 될 수 있는 최소 속성 집합
기본키(Primary Key)	유일성 O, 최소성 O, NULL 불가	후보키 중 선택된 주 식별자, NULL·중복 불가
대리키(Alternate Key)	유일성 O, 최소성 O	기본키로 선택되지 않은 나머지 후보키
외래키(Foreign Key)	참조 무결성	다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 속성, NULL 허용 가능

암기법: "슈-최-후-기-대-외" — 슈퍼키에서 최소화하면 후보키, 후보키에서 선택하면 기본키, 나머지는 대리키, 다른 테이블 참조는 외래키. 기본키는 NULL과 중복이 절대 불가합니다.

기출 함정: "기본키는 NULL 값을 가질 수 있다" → 틀림. "외래키는 NULL 값을 가질 수 없다" → 틀림. 외래키는 NULL을 허용합니다. "후보키는 반드시 단일 속성이다" → 틀림. 복합 속성도 후보키가 될 수 있습니다.

✅ 무결성 4종과 관계 대수 6연산

이 섹션에서는 데이터베이스 무결성 제약조건 4가지와 관계 대수의 6가지 기본 연산을 살펴보겠습니다.

무결성 제약조건 4종은 데이터의 정확성과 일관성을 보장하기 위한 규칙입니다.

• 도메인 무결성: 속성값은 정의된 도메인 범위 내의 값이어야 합니다. (예: 나이는 양수, 성별은 '남'/'여')
• 개체 무결성: 기본키는 NULL이거나 중복될 수 없습니다.
• 참조 무결성: 외래키 값은 참조하는 릴레이션의 기본키 값과 일치하거나 NULL이어야 합니다.
• 사용자 정의 무결성: 사용자가 정의한 비즈니스 규칙을 만족해야 합니다. (예: 재고 수량은 0 이상)

관계 대수 6기본 연산은 릴레이션을 입력받아 새로운 릴레이션을 반환하는 연산입니다.

연산	기호	설명
선택(Selection)	σ (시그마)	조건을 만족하는 튜플(행) 추출 → WHERE 절
투영(Projection)	π (파이)	특정 속성(열)만 추출 → SELECT 절
합집합(Union)	∪	두 릴레이션의 합집합 (중복 제거)
차집합(Difference)	−	첫 릴레이션에서 두 번째 릴레이션 제거
교차곱(Cartesian Product)	×	두 릴레이션의 모든 튜플 조합
조인(Join)	⋈	두 릴레이션을 조건으로 결합 (교차곱+선택)

암기법: "선투합차교조" — 선택·투영·합집합·차집합·교차곱·조인 6연산을 두 글자씩 묶어 기억합니다. 선택(σ)은 행 필터링, 투영(π)은 열 필터링으로 구분하는 것이 핵심입니다.

기출 함정: "투영은 조건을 만족하는 행을 추출한다" → 틀림. 투영은 열(속성)을 추출합니다. "조인은 두 릴레이션의 차집합이다" → 틀림. 조인은 교차곱에 선택 조건을 적용한 것입니다.

📌 11강 핵심 요약과 12강 예고

이 섹션에서는 11강 전체 내용을 압축 정리합니다.

DBMS 특성 5: 독무보회중. 3단계 스키마: 외부(사용자뷰)→개념(전체논리구조)→내부(물리저장). 논리독립성=외부-개념, 물리독립성=개념-내부.

관계 모델 용어: 릴레이션=테이블, 튜플=행, 속성=열, 차수=열수, 카디날리티=행수. 키 5종: 슈퍼(유일성)→후보(+최소성)→기본(NULL불가)→대리(선택안된후보)→외래(타테이블참조). 무결성 4종: 도개참사(도메인·개체·참조·사용자). 관계대수 6연산: 선투합차교조.

다음 12강에서는 SQL 기초 — DDL과 DML — CREATE 제약조건, SELECT 절 실행 순서, 집계함수 NULL 처리, JOIN 5종의 차이를 완벽히 정리합니다.