학부 수업 "데이터베이스시스템" Chapter 1 정리
1.1 An Introductory Example
데이터베이스 시스템은 흔히 전산화된 기록 관리 시스템(computerized record-keeping system)이라고 불린다.
쉽게 말하면, 전자 파일 캐비닛 같은 존재다. 데이터를 구조적으로 보관해두고 필요할 때 꺼내 쓸 수 있다.
DB의 기본 연산 (CRUD)
- 추가 (
INSERT) - 검색 (
SELECT) - 수정 (
UPDATE) - 삭제 (
DELETE)
책에서는 와인 저장고(wine cellar) 예시를 들고 있다.
- 와인의 이름, 생산자, 연도, 병 수량, 마실 수 있는 시기 등을 테이블 형태로 저장
SQL을 이용하면 특정 연도 와인만 조회하거나, 새로운 와인을 추가하고, 수량을 수정하고, 소진된 와인을 삭제할 수 있다
💡 핵심 포인트: 데이터베이스는 단순한 데이터 모음이 아니라, 데이터를 구조적으로 관리하고 조작하는 시스템
1.2 What is a Database System?
데이터베이스 시스템은 크게 4가지 축으로 구성된다.
1️⃣ Data
- 단일 사용자가 아니라 다수 사용자가 공유하는 통합된 데이터
- 예: 기업 내 여러 부서가 동일한 고객 데이터를 참조
2️⃣ Hardware
- 디스크, 드라이브, I/O 채널 같은 저장 장치
- CPU와 메모리까지 포함
DBMS가 실행되는 물리적 기반
3️⃣ Software
- 핵심은 DBMS(Database Management System)
- 사용자는 저장 방식은 몰라도 되고,
논리적 관점으로만 데이터를 다룰 수 있다
4️⃣ Users
- 응용 프로그래머: 프로그램을 통해 DB에 접근
- 최종 사용자: 쿼리나 메뉴 기반 UI로 직접 접근
- DBA(Database Administrator): 전체 시스템 관리(보안, 무결성, 백업 등 책임)
💡 핵심 포인트: 데이터베이스 시스템은
데이터 + 하드웨어 + 소프트웨어 + 사용자가 맞물려 돌아가는 유기적 구조
1.3 What is a Database?
데이터베이스에서 가장 중요한 개념은 **지속적 데이터(persistent data)**다. 휘발성 데이터(I/O 버퍼, 제어문 등)와 달리, 삭제하지 않는 이상 오랫동안 보존된다.
📌 Database 정의
특정 기관의 응용 시스템에서 사용되는 지속적 데이터의 집합
- 은행 → 계좌 데이터
- 병원 → 환자 데이터
- 학교 → 학생 데이터
Entity(개체)
독립적으로 구분 가능한 객체 (예: 학생, 직원)
Relationship(관계)
개체 간의 연관성
- 단항(unary): 부품-구성관계
- 이항(binary): 직원-부서
- 삼항(ternary): 공급자-부품-프로젝트
이런 관계는 ER 다이어그램(ERD)으로 표현할 수 있고, 관계 자체도 데이터로 간주된다.
📌 Data와 Data Model
데이터의 본질
- 데이터 = 사실(fact), 즉 참인 명제들의 모음
- 데이터베이스 = 이런 명제들의 집합
- 관계형 모델: 테이블(행=명제, 열=속성)로 표현
데이터 모델(Data Model)의 구성요소
데이터를 표현하는 논리적 틀
- 객체(object): 무엇을 다루는지 (예: 테이블, 속성)
- 연산자(operator): 어떻게 다루는지 (예:
SELECT,JOIN) - 제약조건(constraint): 반드시 지켜야 하는 규칙 (예: 기본키, 외래키)
💡 핵심: 사용자는
데이터 모델만 알면 된다. 물리적 구현은 몰라도 된다 → 데이터 독립성의 기반
1.4 Why Database?
그렇다면 왜 데이터베이스를 써야 할까?
바로 기존 파일 관리 방식(FMS)와 DBMS의 차이 때문이다.
📊 FMS vs DBMS 비교표
| 구분 | FMS | DBMS |
|---|---|---|
| 데이터 접근 방식 | 프로그램이 직접 파일 read/write | DBMS 통해 SQL/API로 접근 |
| 구조 의존성 | 파일 구조에 의존 → Data Dependence |
논리적 스키마만 알면 됨 → Data Independence |
| 데이터 중복 | 여러 파일에 중복 저장 | DBA가 통제하는 Controlled redundancy |
| 일관성 | 일부만 갱신 시 불일치 발생 | 무결성 제약조건으로 자동 일관성 유지 |
| 보안 | 파일 단위 제한 | 사용자 권한/뷰(View) 기반 세밀한 접근 제어 |
| 동시성 제어 | 다중 사용자 충돌 발생 | 트랜잭션, 동시성 제어(ACID) 지원 |
| 확장성 | 파일 구조 바뀌면 프로그램 전부 수정 | 스키마 변경 시 영향 최소화 |
| 처리 단위 | Record-at-a-time | Set-at-a-time (SQL 집합 연산) |
DBMS는 단순히 데이터를 모아두는 게 아니라, 중복을 줄이고, 일관성과 보안을 유지하며, 확장성과 동시성을 보장하는 시스템이다.
📌 관리 주체
- DA(Data Administrator): 어떤 데이터를 보관할지, 보안 정책 등을 결정
- DBA(Database Administrator): DA가 정한 정책을 실제로 구현하고 DB를 운영
1.5 Data Independence
마지막으로 데이터베이스 철학의 핵심, 데이터 독립성(Data Independence).
🚫 과거의 문제 (Data Dependence)
- 파일 시스템에서는 프로그램이 파일 구조에 의존
- 구조가 바뀌면 프로그램도 전부 수정해야 했다
✅ Data Independence 정의
데이터의 저장 방식이나 구조가 바뀌더라도, 응용 프로그램이 영향을 받지 않는 성질
1️⃣ Physical Data Independence (물리적 독립성)
- 내부 저장 구조(인덱스, 파일 조직 등)가 바뀌어도 논리 스키마는 그대로
- 예시:
B-Tree인덱스를해시인덱스로 바꿔도SELECT쿼리는 동일하게 동작
2️⃣ Logical Data Independence (논리적 독립성)
- 논리 스키마(테이블, 속성 등)가 바뀌어도 외부 뷰/응용은 그대로
- 예시: 테이블 속성을 추가해도 기존 뷰를 쓰는 앱은 문제 없음
💡 결과: DB는 확장성과 유지보수성이 크게 향상된다
✅ 정리
- 📊 데이터베이스 = 단순한 저장소가 아니라 통합적이고 공유 가능한
지속적 데이터의 집합 - 🔧 DBMS는
데이터,하드웨어,소프트웨어,사용자(DBA 포함)네 가지 축으로 이루어진다 - 🔗 데이터는 엔티티와 관계를 중심으로 구조화되며,
ER 모델과관계형 모델로 표현된다 - 🆚 DBMS는 FMS 대비 중복 제어, 무결성 보장, 보안, 동시성 제어, 데이터 독립성에서 큰 장점을 가진다
- 🎯 데이터 독립성(Data Independence) ➡️ 시스템이 변해도 응용 프로그램은 그대로 유지된다