[Database] 관계 데이터 모델의 개념

1970년대 IBM 연구소의 에드가 코드 박사가 제안한 관계 데이터 모델은 수학의 집합이론에 근거하고 있어 다른 모델에 비해 이론적인 토대가 탄탄하다. 또한 관계 데이터 모델이 적용된 SQL 언어는 비절차적인 언어로 원하는 데이터를 쉽게 표현하는 장점이 있다.

 

릴레이션의 개념

릴레이션은 행과 열로 구성된 테이블을 말한다.

릴레이션은 수학의 집합에서 나온 개념이다. 위의 도서 relation의 경우 4개의 집합으로 이루어져있으며 각 집합은 다음과 같다.

도서번호 = {1, 2, 3, 4} 도서이름 = {축구의 역사, 축구아는 여자, 축구의 이해, 골프 바이블, 피겨 교본} 출판사 = {굿스포츠, 나무수, 대한미디어 가격 = {7000, 13000, 22000, 35000, 8000}

예를 들어 첫 번째 행(1, 축구의 역사, 굿스포츠, 7000)의 경우 네 개의 집합에서 각각의 원소를 한 개씩 선택하여 만들어진 것으로 이 원소들이 관계를 맺고 있다.

---

릴레이션 스키마와 인스턴스

릴레이션은 스키마와 인스턴스로 이루어진다.

스키마 - 관계 데이터베이스의 릴레이션이 어떻게 구성되는지, 어떤 정보를 담고 있는지에 대한 기본적인 구조를 정의 - 테이블에서 스키마는 테이블의 헤더에 나타나며 각 데이터의 특징을 나타내는 속성, 자료 타입 등의 정보를 담고 있다. 인스턴스 - 정의된 스키마에 따라 테이블에 실제로 저장되는 데이터의 집합을 의미

위의 그림인 도서 릴레이션을 보면 도서번호, 도서 이름, 출판사, 가격은 릴레이션의 데이터 구조를 구성하며, 도서 5권은 릴레이션에 저장된 데이터다. 이러한 도서 릴레이션의 데이터 구조를 스키마라 하며, 저장된 데이터를 인스턴스라고 한다.

 

릴레이션 스키마

릴레이션 스키마는 릴레이션에 어떤 정보가 담길지를 정의한다. 위의 그림을 보면 각 열을 속성이라고 한다. 속성에는 각가의 이름이 있으며 우리는 그 이름을 보고 어떤 정보가 담기는지 알 수 있다. 

하지만 컴퓨터로 처리되는 과정에서 데이터베이스는 속성 이름만으로 어떤 형태의 자료가 있는지 알 수 없다.

따라서 각 속성이 어떤 값을 가질 수 있는지를 도메인이라는 용어를 사용하여 정의한다.

 

릴레이션 인스턴스

릴레이션 스키마에 실제로 저장된 데이터의 집합으로, 도서 릴레이션을 보면 도서번호가 1부터 5까지 총 5권의 데이터가 저장된 것을 알 수 있다. 

릴레이션에서 한 행을 투플이라고 부른다. 투플은 릴레이션 인스턴스의 각각의 행을 나타낸다. 

릴레이션 내의 모든 투플들은 서로 중복되지 않아야 한다. 릴레이션에 저장된 투플의 수를 카디날리티라고 한다.

투플(tuple) - 릴레이션의 행 카디날리티(cardinality) - 투플의 수

---

릴레이션의 특징

1. 속성은 단일 값을 가진다. 2. 속성은 서로 다른 이름을 가진다. 3.한 속성의 값은 모두 같은 도메인을 가진다. 4. 한 속성의 값은 모두 같은 도메인 값을 가진다. 5. 속성의 순서는 상관이 없다. 6. 릴레이션 내의 중복된 투플은 허용하지 않는다. 7. 투플의 순서는 상관없다.

---

관계 데이터 모델

관계 데이터 모델은 데이터를 2차원 테이블 형태인 릴레이션으로 표현하며 릴레이션에 대한 제약조건과 관계 연산을 위한 관계대수를 정의한다.

 

관계 데이터 모델을 컴퓨터 시스템에 구현한 것을 관계 데이터베이스 시스템이라고 한다. 관계 데이터베이스 시스템은 관계 데이터 모델에 기초하여 SQL을 기반으로 구현된다. 릴레이션의 생성과 관리를 SQL로 수행하고, 릴레이션에 대한 제약조건을 SQL로 표현하며, 릴레이션에서 데이터를 추출하는 연산을 SQL로 표현한다.