Chapter 3. 데이터베이스 시스템¶

1절. 데이터베이스 시스템 정의

2절. 데이터베이스 구조

3절. 데이터베이스 사용자

4절. 데이터 언어

5절. 데이터베이스 관리 시스템 구성

1절. 데이터베이스 시스템 정의¶

데이터베이스 시스템(DBS : DataBase System)¶

데이터베이스에 데이터를 저장·관리하여 조직에 필요한 정보를 생성하는 시스템

2절. 데이터베이스 구조¶

스키마(Schema)¶

데이터베이스에 저장된 데이터 구조·제약조건 정의

인스턴스(Instance)¶

스키마에 따라 데이터베이스에 실제 저장된 값

3단계 데이터베이스 구조¶

미국 표준화 기관 ANSI/SPARC에서 제안
데이터베이스를 관점에 따라 세 단계로 분류
각 단계별 다른 추상화(Abstraction) 제공
내부에서 외부로 갈수록 추상화 레벨 상승

단계	스키마 종류	설명
외부 단계 (External Level)	외부 스키마 (External Schema) · 서브 스키마 (Sub Schema)	1. 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현하는 단계 2. 데이터베이스 하나에 여러 외부 스키마 존재 3. 사용자의 생각마다 데이터베이스 형태·논리적 구조 상이
개념 단계 (Comceptual Level)	개념 스키마 (Conceptual Schema)	1. 조직 전체 관점에서 이해하고 표현하는 단계 2. 데이터베이스 하나에 한 개의 개념 스키마 존재 3. 데이터들 간 관계·제약 조건·보안 정책·접근 권한 정의 4. 전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는가?
내부 단계 (Internal Level)	내부 스키마(Internal Schema)	1. 물리적인 저장 장치 관점에서 이해하고 표현하는 단계 2. 데이터베이스 하나에 한 개의 내부 스키마 존재 3. 전체 데이터베이스가 저장 장치에 실제 저장 방법 정의 4. 레코드 구조·필드 크기·레코드 접근 경로 등 물리적 저장 구조 정의

3단계 데이터베이스 구조의 사상 또는 매핑¶

데이터베이스 3단계 구조로 분할
단계별 스키마 유지
스키마 사이의 대응 관계 정의 : 데이터 독립성 실현
미리 정의된 사상 정보로 사용자가 원하는 데이터에 접근
스키마 사이 대응 관계

인터페이스	사상	설명
응용 인터페이스 (Application Interface)	외부/개념 사상	외부 스키마와 개념 스키마의 대응 관계
저장 인터페이스 (Storage Interface)	개념/내부 사상	개념 스키마와 내부 스키마의 대응 관계

데이터베이스 구조 예시 : 수강신청 데이터베이스 구조¶

외부 스키마¶

개념 스키마¶

내부 스키마¶

전체적인 관점¶

데이터 독립성(Data Independency)¶

하위 스키마 변경이 상위 스키마에 영향 주지 않는 특성

종류	설명
논리적 데이터 독립성	1. 개념 스키마가 변경되더라도 외부 스키마는 영향 X 2. 개념 스키마가 변경될 경우 외부/개념 사상만 정확한 수정 필요
물리적 데이터 독립성	1. 내부 스키마가 변경되더라도 개념 스키마는 영향 X 2. 내부 스키마가 변경될 경우 개념/내부 사상만 정확한 수정 필요

데이터 사전(Data Dictionary)·시스템 카탈로그(System Catalog)¶

데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보·메타 데이터를 유지하는 시스템 데이터베이스
데이터를 정확하고 효율적으로 이용하기 위해 참고해야 하는 스키마·사상 정보·다양한 제약 조건 등 저장
데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성·유지
일반 사용자도 접근 가능
저장 내용 검색만 가능

메타 데이터(Meta Data)¶

데이터에 대한 데이터

데이터 디렉토리(Data Directory)¶

데이터 사전의 데이터에 실제 접근 시 필요한 위치 정보를 저장하는 시스템 데이터베이스
일반 사용자 접근 비허용

사용자 데이터베이스(User DataBase)¶

사용자가 실제로 사용하는 데이터가 저장된 일반 데이터베이스

INFORMATION_SCHEMA¶

MySQL 서버 내 존재하는 DB의 메타 정보(테이블·컬럼·인덱스 등의 스키마 정보)를 모아둔 데이터베이스
데이터베이스 내 모든 테이블은 읽기 전용
읽기 전용(Read-Only) : 사용자가 직접 수정 및 관여 불가능
단순 조회만 가능

3절. 데이터베이스 사용자¶

데이터베이스 사용자(DB User)¶

데이터베이스 이용을 위해 접근하는 사람
데이터베이스 관리자·최종 사용자·응용 프로그래머로 구분

데이터베이스 관리자(DB Administrator)¶

데이터베이스 시스템 운영·관리자
데이터 정의어(DDL)·데이터 제어어(DCL) 이용

주요 업무
데이터베이스 구성 요소 선정
데이터베이스 스키마 정의
물리적 저장 구조·접근 방법 결정
무결성 유지를 위한 제약조건 정의
보안·접근 권한 정책 결정
백업·회복 기법 정의
시스템 데이터베이스 관리
시스템 성능 감시·분석
데이터베이스 재구성

최종 사용자(End User)¶

데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작(삽입·삭제·수정·검색)하는 사람
데이터 조작어(DML) 사용
캐주얼 사용자·초보 사용자로 구분

응용 프로그래머(Application Programmer)¶

데이터 언어로 응용 프로그램을 작성하는 사람
데이터 조작어(DML) 사용

4절. 데이터 언어¶

데이터 언어¶

사용자·데이터베이스 관리 시스템 간 통신 수단
데이터 정의어(DDL)·데이터 조작어(DML)·데이터 제어어(DCL) 구분

데이터 정의어(DDL : Data Definition Language)¶

스키마 정의·수정·삭제를 위해 사용

데이터 조작어(DML : Data Manipulation Language)¶

데이터 삽입·삭제·수정·검색 등 처리를 위해 사용
절차적 데이터 조작어·비절차적 데이터 조작어로 구분

종류	정의	특징
절차적 데이터 조작어 (Procedural DML)	1. 사용자가 어떤(what) 데이터를 원하는가? 2. 그 데이터를 얻기 위해 어떻게(how) 처리해야 하는거?	1. 한 번에 레코드 하나(one-record-at-a-time)씩 검색해서 호스트 언어와 함께 처리 2. 독자적으로 사용 불가 3. 호스트 프로그래밍 언어로 작성된 응용 프로그램 속에 삽입(embedded)되어 사용
비절차적 데이터 조작어 (Nonprocedural DML)	1. 사용자가 어떤(what) 데이터를 원하는가? 2. 그것을 어떻게(how) 접근할 것인가? 는 명세 X	1. 한 번에 여러 개의 레코드(set-of-record-at-a-time)를 검색해서 처리 2. 독자적으로 사용 3. 데이터 검색은 DBMS가 자체적으로 처리 4. 선언적 언어(declarative language)

데이터 제어어(DCL : Data Control Language)¶

내부적 필요 규칙·기법 정의를 위해 사용

사용 목적	설명
무결성	정확·유효 데이터만 유지
보안	허가받지 않은 사용자 데이터 접근 차단·허가된 사용자 권한 부여
회복	장애 발생 시 데이터 일관성 유지
동시성 제어	동시 공유 지원

5절. 데이터베이스 관리 시스템의 구성¶

데이터베이스 관리 시스템¶

데이터베이스 관리·사용자 데이터 처리 요구 수행

주요 구성 요소	설명
질의 처리기 (query processor)	1. 사용자의 데이터 처리 요구 해석·처리 2. DDL 컴파일러·DML 프리 컴파일러·DML 컴파일러·런타임 데이터베이스 처리기·트랜잭션 관리자 등
저장 데이터 관리자 (stored data manager)	디스크에 저장된 데이터베이스와 데이터 사전에 관리·접근
DDL 컴파일러	1. 데이터 정의어로 작성된 스키마 정의 해석 2. 새로운 데이터베이스 구축 3. 스키마 정의를 데이터 사전에 저장
DML 프리 컴파일러	1. 응용 프로그램에 삽입된 데이터 조작어 추출 2. DML 컴파일러에 전달
DML 컴파일러	1. 데이터 조작어로 작성된 데이터의 처리 요구 분석 2. 런타임 데이터 베이스 처리기가 이해하도록 해석
런타임 데이터 베이스 처리기	1. 저장된 데이터 관리자로 데이터베이스 접근 2. DML 컴파일러로부터 전달 받은 데이터 처리 요구
트랜잭션 관리자	1. 사용자의 접근 권한 유효성 검사 2. 데이터 베이스 무결성 유지를 위한 제약조건 위반 여부 확인