데이터베이스 시스템

• 데이터베이스 시스템의 정의

-데이터베이스 시스템(DBS; DataBase System)

데이터베이스에 데이터를 저장하고, 이를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템

 

• 데이터베이스의 구조

스키마의 예

스키마(schema): 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조와 제약조건을 정의한 것

인스턴스(instance): 스키마에 따라 데이터베이스에 실제로 저장된 값

 

-3단계 데이터베이스의 구조

미국 표준화 기관인 ANSI/SPARC에서 제안

데이터베이스를 쉽게 이해, 이용하도록 하나의 데이터베이스를 관점에 따라 외부, 개념, 내부 단계로 나눈 것

각 단계별로 다른 추상화(abstraction)제공, 내부 -> 외부로 갈수록 추상화 레벨 높아짐

 

외부 단계(external level): 개별 사용자 관점

개념 단계(conceptual level): 조직 전체의 관점

내부 단계(internal level): 물리적인 저장 장치의 관점

 

-외부 단계

데이터베이스를 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 외부 스키마가 여러 개 존재할 수 있음

 

외부 스키마(external schema)

1. 외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터 베이스를 정의한 것

2. 각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습, 즉 논리적 구조로 사용자마다 다름

3. 서브 스키마(sub schema)라고도 함

 

-개념 단계

데이터베이스 조직 전체의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 개념 스키마가 하나만 존재함

 

개념 스키마(conceptual schema)

1. 개념 단계에서 데이터베이스 전체의 논리적 구조를 정의한 것

2. 조직 전체의 관점에서 생각하는 데이터베이스의 모습

3. 전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는지, 데이터들 간에 어떤 관계가 존재, 어떤 제약조건이 있는지 정의하고 데이터에 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함

 

-내부 단계

데이터베이스를 저장 장치의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 내부 스키마가 하나만 존재함

 

내부 스키마(internal schema)

1. 전체 데이터베이스가 저장 장치에 실제로 저장되는 방법을 정의한 것

2. 레코드 구조, 필드 크기, 레코드 접근 경로 등 물리적 저장 구조를 정의

 

 

-3단계 데이터베이스 구조의 사상 또는 매핑

1. 스키마 사이의 대응 관계

외부/개념 사상: 외부 스키마와 개념 스키마의 대응 관계, 응용 인터페이스(application interface)라고도 함

개념/내부 사상: 개념 스키마와 내부 스키마의 대응 관계, 저장 인터페이스(storage interface)라고도 함

2. 미리 정의된 사상 정보를 이용하여 사용자가 원하는 데이터에 접근

3. 데이터베이스를 3단계 구조로 나누고 단계별로 스키마를 유지하며 스키마 사이의 대응 관계를 정의하는 궁극적인 목적 -> 데이터 독립성의 실현

 

-데이터 독립성(data independency)

1. 하위 스키마를 변경하더라도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성

2. 논리적 데이터 독립성: 개념 스키마가 변경되어도 외부 스키마에 영향 X, 개념 스키마가 변경되면 관련된 외부,개념 사상만 정확하게 수정하면 됨

3. 물리적 데이터 독립성: 내부 스키마가 변경되어도 개념 스키마는 영향 X, 내부 스키마가 변경되면 관련된 개념,내부 사상만 정확하게 수정하면 됨

 

-데이터 사전(data dictionary)

1. 시스템 카탈로그(system catalog)라고도 함

2. 데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보, 즉 메타 데이터를 유지하는 시스템 데이터베이스

3. 스키마, 사상 정보, 다양한 제약조건 등을 저장

4. 데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성하고 유지함

5. 일반 사용자도 접근이 가능하지만 저장 내용을 검색만 할 수 있음

 

*메타 데이터(meta data): 데이터에 의한 데이터

 

-데이터 디렉터리(data directory)

1. 데이터 사전에 있는 데이터에 실제로 접근하는 데 필요한 위치 정보를 저장하는 시스템 데이터베이스

2. 일반 사용자의 접근은 허용되지 않음

 

-사용자 데이터베이스(user database)

사용자가 실제로 이용하는 데이터가 저장되어 있는 일반 데이터베이스

 

• 데이터베이스 사용자

-데이터베이스 사용자

1. 데이터베이스를 이용하기 위해 접근하는 모든 사람

2. 이용 목적에 따라 데이터베이스 관리자, 최종 사용자, 응용 프로그래머로 구분

 

-데이터베이스 관리자(DBA; DataBase Administrator)

1. 데이터베이스 시스템을 운영 및 관리하는 사람

2. 주로 데이터 정의어와 데이터 제어어를 이용

주요 업무

-최종 사용자(end user)

1. 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작(삽입, 삭제, 수정, 검색)하는 사람

2. 주로 데이터 조작어를 사용

3. 캐주얼 사용자와 초보 사용자로 구분

-응용 프로그래머(application programmer)

1. 데이터 언어를 삽입하여 응용 프로그램을 작성하는 사람

2. 주로 데이터 조작어를 사용

 

• 데이터 언어

-데이터 언어 

1. 사용자와 데이터베이스 관리 시스템 간의 통신 수단

2. 사용 목적에 따라 데이터 정의어, 조작어, 제어어로 구분

 

-데이터 정의어(DDL; Data Definition Language)

스키마를 정의하거나, 수정 또는 삭제하기 위해 사용

 

-데이터 조작어(DML; Data Manipulation Language)

1. 데이터의 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리를 요구하기 위해 사용

2. 절차적, 비절차적 조작어로 구분

 

절차적 데이터 조작어(procedural DML): 사용자가 어떤 데이터를 원하고 그 데이터를 얻기 위해 어떻게 처리해야 하는지 설명

비절차적 데이터 조작어(nonprocedural DML): 사용자가 어떤 데이터를 원하는지만 설명, 선언적 언어(declarative language)라고도 함

 

-데이터 제어어(DCL; Data Control Language)

1. 내부적으로 필요한 규칙이나 기법을 정의하기 위해 사용

2. 사용 목적

무결성: 정확하고 유효한 데이터만 유지

보안: 허가받지 않은 사용자의 데이터 접근 차단, 허가된 사용자에 권한 부여

회복: 장애가 발생해도 데이터 일관성 유지

동시성 제어: 동시 공유 지원

 

-데이터베이스 관리 시스템

1. 데이터베이스 관리와 사용자의 데이터 처리 요구 수행

2. 주요 구성 요소

질의 처리기(query processor): 사용자의 데이터 처리 요구를 해석하여 처리, DDL 컴파일러, DML 프리 컴파일러, DML 컴파일러, 런타임 데이터베이스 처리기, 트랜잭션 관리자 등을 포함

저장 데이터 관리자(stored data manager): 디스크에 저장된 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고 접근함