관계형 데이터베이스[DB] , 키(key), 기본키, 외래키

데이터 모델

- 물리적으로 존재하는 복잡한 현실세계를 단순화되고 정형화된 형태로 표현하는 방식 또는 규범

- 실제 데이터가 갖는 특성을 살리면서 목적에 맞게 관심 있는 정보만을 단순화하여 표현하는 방식

✔데이터에 대한 효율적인 검색 및 조작이 가능해진다

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관계형 데이터 모델(relational data model)

- 관계형 데이터베이스의 기반이 되는 데이터 모델로 가장 널리 사용되고있음

- 표(테이블)을 이용하여 데이터를 정의하고 설명한 모델

- 테이블을 릴레이션(relation)이라고 부름

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릴레이션

- 수학적으로 두 개 이상의 집합이 주어질 때 각 집합을 구성하는 원소들의 순서쌍에 대한 집힙을 의미

<예시>

이름 = {'홍길동', '김광식', '박철수', '최용만'}

주소 = {'서울', '대전', '대구', '광주', '부산'}

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순서쌍 집합 : {<'홍길동', '서울'>,<'김광식','대구'>,<'박철수','서울'>,<'최용만','광주'>}

이러한 순서쌍들을 테이블 형태로 표현 가능

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<릴레이션의 개념>

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속성(attribute) - 필드(field), 열(column)

- 릴레이션을 구성하는 각 열의 이름

예) 주소록 릴레이션을 구성하는 속성 : 이름, 전화번호, 주소, 생일

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튜플(tuple) - 레코드(record), 행(row)

- 릴레이션의 각 행

예) 주소록 릴레이션의 한 튜플 : <'홍길동', '010-1234-5678', '서울', '1월 1일'>

 

릴레이션(relation)	테이블(table)
속성(attribute)	필드(field), 컬럼(column)
튜플(tuple)	레코드(record), 행(row)

 

도메인(domain)

- 각 필드에 입력 가능한 값들의 범위, 즉 각 필드가 가질 수 있는 모든 값들의 집합

- 원자값, 즉 더 이상 분리되지 않는 값이어야 한다

예) 주소록의 각 필드의 도메인

이름 : 사람 이름들로 구성된 문자열 집합

전화번호 : 'ddd-dddd-dddd'의 형식으로 구성된 문자열의 집합 (d는 0부터 9까지의 숫자)

주소 : 도시를 나타내는 문자열의 집합

생일 : 'dd월 dd일'로 구성된 문자열의 집합

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널(null)

- 특정 필드에 대한 값을 알지 못하거나, 아직 정해지지 않아 입력하지 못한 경우

- 0이나 공백 문자와는 다르다

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테이블 스키마(table schema)

- 테이블을 정의하기 위해 만들어진 데이터 구조

R(A1, A2, ..., An)

R : 테이블의 이름

A1, A2, ...,An : 필드들의 이름

예) 신입생(학번, 주민등록번호, 이름, 주소, 학과명)

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차수(degree)

- 테이블 스키마에 정의된 필드의 수

✔차수 = 1 이면 단항 테이블(unary relation)

✔차수 = 2 이면 이항 테이블(binary relation)

✔차수 = n 이면 n항 테이블(n-ary relation)

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테이블 인스턴스(table instance)

- 테이블 스키마에 현실 세계의 데이터를 레코드로 저장한 형태(집합)

- 스키마는 한번 정의하면 거의 변함이 없지만 인스턴스는 수시로 바뀔 수 있음

✔ 레코드의 삽입, 삭제, 수정 등

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기수(cardinality)

- 테이블 인스턴스에 속한 레코드의 수

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테이블의 특성

◽중복된 레코드가 존재하지 않음

◽ 레코드 간의 순서는 의미가 없음

◽ 레코드 내에서 필드의 순서는 의미가 없음

◽ 모든 필드는 원자값을 가짐

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키(key)

- 레코드 간의 순서가 없으므로 레코드를 구분(식별)하기 위해서는 각 필드의 값을 이용해야함

- 필드들의 일부로, 각 레코드들을 유일하게 식별해낼 수 있는 식별자 역할을 함

- 일반적으로 하나의 필드를 키로 지정하나, 여러 개의 필드들로 키를 구성할 수도 있음

✔ 두 개 이상의 필드들로 구성된 키를 복합 키(composite key)라고 함

예) 신입생 테이블의 '학번' 또는 '주민등록번호' 필드는 레코드 마다 유일하므로 키가 될 수 있음

✔ '학과명'은 중복될 수 있으므로 키가 될 수 없음

 

수퍼 키(super key)

- 아무런 제약 조건 없이 레코드들을 식별할 수 있는 필드의 집합

예) (주민등록번호), (학번, 주민등록번호), (주민등록번호, 이름), (이름. 주소), (이름, 학과명) 등

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후보 키(candidate key)

- 레코드를 구별하는데 불필요한 필드는 제외하고 최소한의 필드만으로 구성

예) (학번), (주민등록번호), (이름, 주소), (이름, 학과명) 등

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기본 키(primary key)

- 후보 키 중에서 레코드들의 식별자로 선택한 하나의 키

- 하나의 필드로 구성된 후보 키를 이용하는 것이 유리

예) (학번), (주민등록번호)

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✔ 기본 키는 식별자의 기능을 하기 때문에 null이 될 수 없음

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외래 키(foreign key)

- 다른 테이블의 기본 키를 참조하는 필드 집합

두 테이블의 스키마 R1, R2에 대해서 R1의 어떤 필드 집합 FK가 다음 두 조건을 만족하면, FK는 R2의 기본키인 PK를 참조하는 R1의 외래키이다.

1. FK의 필드들은 R2의 기본 키 PK와 동일한 도메인을 갖는다

2. R1의 모든 레코드의 FK값은 R2의 레코드 중 하나의 PK 값과 일치하거나 널이 된다

✔ 이때, R1을 참조하는 테이블(referencing table), R2를 참조되는 테이블(referenced table)이라 함

⬆️ 직원 테이블

 

부서번호	이름	사무실
D01	기획과	201호
D02	총무과	202호
D03	영업과	203호

 

⬆️ 부서 테이블

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R1 : 직원(직원번호, 이름, 부서번호)

R2 : 부서(부서번호, 부서명, 사무실)

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직원 테이블과 부서 테이블의 기본 키는 각각 직원번호와 부서번호이다

직원 테이블에 정의된 부서번호 필드는 부서 테이블을 참조하는 외래 키가 된다

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교수번호	주민등록번호	이름	학과명	학과장
92001	590327-1839240	이태규	컴퓨터공학과	92001
92002	690702-1350026	고희석	컴퓨터공학과	92001
92301	741011-2765501	최성희	산업공학과	92301

⬆️ 교수 테이블 인스턴스

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참조되는 테이블과 참조하는 테이블이 동일할 수 있음

교수(교수번호, 주민등록번호, 이름, 학과명, 학과장)

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◽ 기본 키는 후보키 중 하나이며, 중복된 값을 갖는 레코드가 없어야하고 또한 널 값을 가져서는 안된다

◽ 외래키는 참조하는 다른 테이블의 기본키에 그 값이 반드시 존재하거나 최소한 널 값을 가져야 한다

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관계형 데이터베이스

- 관계형 데이터 모델에 기반하여 하나 이상의 테이블로 실 세계의 데이터를 표현한 데이터베이스

- 실 세계를 관계형 데이터 모델이라는 추상적인 도구를 이용하여 표현

- 테이블들을 컴퓨터의 기억 장치에 어떤 방법으로 저장할 것인가에 대한 물리적인 구조까지 정의한 것은 아님

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데이터베이스 스키마(schema)

✔ 테이블 스키마의 집합

데이터베이스 인스턴스(instance)

✔ 테이블 스키마들에 대한 테이블 인스턴스의 집합