[Database] 관계형 데이터베이스란?

동아리 스터디에서 ERD를 설계해보는게 과제인데, 그 김에 저번 학기에 학교 수업으로 들었던 것을 정리해보도록 하겠다. 

🔗 관계 데이터 모델의 특성

• 수학에서의 릴레이션(relation)과 집합(set)의 이론에 기초
• 일반적인 사용자는 테이블 형태로 생각하지만, 통상적인 테이블의 개념과는 다르다. 
• 테이블의 열(column)은 관계 데이터 모델의 "애트리뷰트"역할을 한다.
• 테이블의 행(row)은 관계 데이터 모델의 "튜플" 역할을 한다. 

📍학생 테이블: 릴레이션

학번(Sno)	이름(Sname)	학년(Year)	학과(Dept)
100	노영심	2	소프트웨어융합학과
200	노봉구	1	통계학과

• 여기서 애트리뷰트는 학번, 이름, 학년, 학과이고, 튜플은 (100, 노영심, 2, 소프트웨어융합학과)와 (200, 노봉구, 1, 통계학과)라고 이해하면 된다. 

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🔗 애트리뷰트와 도메인

📍 도메인(domain)

: 애트리뷰트가 취할 수 있는 값(value)들의 집합 *쉽게 이해하자면 범위라고 볼 수 있다. ex. 학번: 10자리 자연수만 가능

📍애트리뷰트(attribute)

: 도메인의 역할(role) 이름이다. 한 릴레이션 내에서 애트리뷰트의 이름들은 모두 달라야한다. 

📍단순 도메인(simple domain)

: 단순 애트리뷰트 - 원자값(더이상 쪼갤 수 없다)

📍복합 도메인(composite domain)

: 복합 애트리뷰트 - 복합 값 ex. 연, 월, 일

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🔗 릴레이션의 특성

📍1. 튜플의 유일성

• 릴레이션의 튜플들의 "집합"으로 같은 튜플이 중복되어 두 개 이상 들어갈 수 없다는 것을 의미한다. → 튜플들 중에서 내가 원하는 하나의 튜플을 찾고 싶을때 그 튜플은 딱 한개이어야만 한다.

📍2. 튜플의 무순서성

• 튜플은 순서가 없다. → 우리는 원하는 튜플을 순서를 이용하여 찾을 수 없다. 

📍3. 애트리뷰트의 무순서성

•  릴레이션 스키마는 애트리뷰트들의 "집합"이므로, 애트리뷰트도 순서를 이용하여 찾을 수 없다. → 예를 들어서 위의 학생 테이블에서 한 학생의 학년을 찾을 때 그 학생의 세 번째 애트리뷰트를 찾으라고 하지 않고 학생의 Year을 찾아달라고 하는 것이다. → 순서의 무의미

📍4. 애트리뷰트의 원자성

• 애트리뷰트 값은 원자 값으로 논리적으로 분해가 불가능하다. 
• null 값도 원자 값으로 취급한다.
• 아까 위에서 말했던 복합 도메인은 관계형 데이터베이스에서 허용될 수 없다. 

🔗 데이타베이스 키

📍키(key)

• 각 튜플을 유일하게 식별할 수 있는 애트리뷰트의 "집합"

📍후보키

• 릴레이션에 대한 애트리뷰트의 집합으로서 다음 두 성질을 만족한다.

1. 유일성(uniqueness)

: 각 튜플들은 유일하다.(튜플안의 값들이 모두 달라야함)

2. 최소성(minimality)

: 후보키는 애트리뷰트의 집합으로서 각 튜플을 유일하게 식별하는 데 필요한 애트리뷰트만 포함하여야 한다.

ex. 위의 학생 테이블에서 {학번, 이름}의 집합은 유일성은 만족하지만 최소성은 만족하지 않는다. 그리고 {학번}의 집합은 유일성과 최소성을 모두 만족시킨다. 

📍슈퍼키

: 유일성은 만족하지만 최소성은 만족하지 않는 애트리뷰트의 집합. 아까 말한 예에서 {학번, 이름} 집합이 이 경우에 해당한다.

📍기본 키

: 후보 키 중에서 지정된 하나의 키로 DBA가 지정한다. 각 튜플에 대한 기본 키 값은 항상 유효한 값이어야 한다. → null 값이 허용되지 않는다. 

📍대체 키

: 후보키 중에서 기본 키를 제외한 나머지 후보키(여러 개의 후보키 중에 DBA의 선택을 받은 키가 기본 키이고, 선택받지 못한 나머지 키가 대체키라고 생각하면 된다.)

📍외래 키(foreign key)

: 릴레이션 R의 애트리뷰트 집합인 FK가 릴레이션 S의 기본 키 일때 이 FK는 R의 외래 키이다. FK의 도메인과 S의 기본 키의 도메인은 같아야 하고, FK의 값은 S에 존재하는 값이거나 null값이어야 한다.(FK의 값이 S에 존재하지 않는 경우에 무결성이 깨진다고 할 수 있다.) R을 참조 릴레이션(referencting relation), S를 피참조 릴레이션(referenced relation)이라고 한다. → 릴레이션 R은 FK를 통해 릴레이션 S를 참조한다. 

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🔗 무결성 제약(Integrity Constraints)

📍1. 개체 무결성(entity integrity) 

: 기본 키 값은 언제 어느 때고 null 값을 가질 수 없다. 

📍2. 참조 무결성(referential integrity)

: 외래 키 값은 반드시 피참조 릴레이션의 기본 키 값이거나 null이다. 

 

* 이 무결성 제약조건은 데이터베이스 상태(어느 한 시점에 데이터베이스에 저장되어 있는 모든 데이터 값)가 항상 만족시켜야 될 제약조건이다. 

 

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[Database] ERD를 설계해보자!(1. 개념적 모델링)