데이터베이스 시스템

데이터베이스 시스템(DataBase System : DBS)

데이터베이스를 데이터에 저장하고, 이를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템

데이터베이스와 데이터베이스 관리 시스템을 이용해 조직에 필요한 정보를 제공하는 전체 시스템

사용자, 데이터언어, 컴퓨터도 데이터베이스 시스템에 포함

데이터베이스 시스템의 구성

** 데이터베이스 시스템의 구성, 데이터베이스 / 데이터베이스 관리 시스템 / 데이터베이스 시스템의 차이

스키마와 인스턴스

스키마(Schema) : 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조와 제약조건을 정의한것

인스턴스(Instance) : 스키마에 따라 데이터베이스에 실제로 저장된 값

스키마 예시 / 데이터 범위도 제약조건으로 가능함

 

데이터베이스의 3단계 구조

데이터베이스를 쉽게 이해하고 이용할 수 있도록 하나의 데이터베이스를 보는 관점에 따라 3단계로 나눈 것

 

외부단계 : 개별 사용자 관점

개념단계 : 조직 전체의 관점

내부단계 : 물리적인 저장 장치의 관점

 

각 단계별로 다른 추상화(abstraction) 제공

* 사용자친화적으로 보이게끔 한다는 뜻 !

내부단계에서 외부단계로 갈수록 추상화 레벨이 높아짐

 

1) 외부단계 

데이터베이스를 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 외부 스키마가 여러개 존재할 수 있음 / 사용자마다 공개범위가 다름

* 외부 스키마 = 서브 스키마

  - 외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스를 정의한 것

  - 각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습(논리적 구조)이기 때문에 사람마다 다름

 

2) 개념단계

데이터베이스를 조직 전체의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 개념 스키마가 하나만 존재함 -> 전체를 바라보기 때문에

* 개념 스키마

  - 개념 단계에서 데이터베이스 전체의 논리적 구조를 정의한 것

  - 전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는지, 데이터들 간 어떤 관계가 있고 어떤 제약조건이 있는지, 데이터에 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함

 

3) 내부단계

데이터베이스를 저장장치의 관점에서 이해하고 표현하는 단계

데이터베이스 하나에 내부 스키마가 하나만 존재

* 내부 스키마

  - 전체 데이터베이스가 저장장치에 실제로 저장되는 방법을 정의한 것

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

3단계 데이터베이스 구조의 사상(mapping)

사상 : 스키마 사이의 대응 관계

- 외부/개념 사상(응용 인터페이스) : 외부 스키마와 개념 스키마의 대응 관계 

- 개념/내부 사상(저장 인터페이스) : 개념 스키마와 내부 스키마의 대응 관계

 

데이터베이스 이용 시 사전에 정의된 사상 정보를 이용하여 사용자가 원하는 데이터에 접근

 

데이터 독립성

하위 스키마를 변경하더라도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성

스키마(Schema) : 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조와 제약조건을 정의한것

내부 스키마	전체 데이터베이스가 저장장치에 실제로 저장되는 방법을 정의한 것	레코드 구조, 필드 크기, 레코드 접근 경로 등 물리적 저장 구조
개념 스키마	개념 단계에서 데이터베이스 전체의 논리적 구조를 정의한 것	전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는지, 데이터들 간 어떤 관계가 있고 어떤 제약조건이 있는지, 데이터에 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함
외부 스키마	외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스를 정의한 것	각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습(논리적 구조)이기 때문에 사람마다 다름

(하위)내부 -> 개념 -> 외부(상위)

 

물리적 데이터 독립성

내부 스키마가 변경되어도 개념 스키마는 영향을 받지 않음

내부 스키마가 변경되면 관련된 개념/내부 사상(대응관계)만 정확하게 수정해주면 됨

개념/내부 사상에 의해 물리적 데이터 독립성 보장

 

논리적 데이터 독립성

개념 스키마가 변경되어도 외부 스키마는 영향을 받지 않음

개념 스키마가 변경되면 관련된 외부/개념 사상(대응관계)만 정확하게 수정해주면 됨

외부/개념 사상에 의해 논리적 데이터 독립성 보장

데이터 사전(Data dictionary)

시스템 카탈로그(system catalog)라고도 함

메타데이터(데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보)를 유지하는 시스템 데이터베이스

스키마, 사상정보, 다양한 제약조건 등을 저장

데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성하고 유지

일반 사용자도 접근이 가능하지만 저장 내용을 검색만 할 수 있음

 

데이터 디렉터리(Data Directory)

데이터 사전에 있는 데이터에 실제로 접근하는데 필요한 위치정보를 저장하는 시스템 데이터베이스

일반 사용자의 접근은 허용되지 않음

 

데이터베이스 사용자

데이터를 이용하기 위해 접근하는 모든 사람

이용 목적에 따라 관리자, 최종 사용자, 응용 프로그래머로 구분

데이터베이스 관리자	데이터베이스 시스템을 운영하고 관리 데이터 정의어와 데이터 제어어를 이용 요구사항을 기반으로 DB 설계, 스키마 설계, DB 구축
최종 사용자 = 일반 사용자	데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작(삽입,삭제,수정,검색) 데이터 조작어를 이용
응용 프로그래머	데이터 언어를 삽입하여 응용 프로그램을 작성 ex)데이터에서 추가적인 정보를 도출할 수 있는 sw 개발 ex)최종사용자의 정보확인 쉽게  데이터 조작어를 이용

 

데이터 언어

데이터 언어 : 사용자와 데이터베이스 관리 시스템 간의 통신 수단

사용 목적에 따라 데이터 정의어, 데이터 조작어, 데이터 제어어로 구분

 

1) 데이터 정의어

스키마를 정의, 수정, 삭제하기 위해 사용

 

2) 데이터 조작어

데이터 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리 요구를 위해 사용

사용자가 DBMS에 요구하기 위해 사용

 

- 절차적 데이터 조작어 : how 가 있음

사용자가 어떤 데이터를 원하고(what), 그 데이터를 얻기 위해 어떻게 처리해야 하는지(how) 설명

 

- 비절차적 데이터 조작어 : how 가 없음

사용자가 어떤 데이터를 원하는지만(what) 설명

 

3) 데이터 제어어

내부적으로 필요한 규칙이나 기법 정의를 위해 사용

 

사용목적

- 무결성 : 정확하고 유효한 데이터만 유지

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

- 회복 : 장애가 발생해도 데이터 일관성 유지

- 동시성 제어 : 동시 공유 지원

 

데이터베이스 관리 시스템

데이터베이스 관리와 사용자의 데이터 처리 요구 수행 

 

1) 질의처리기 :

요구를 어떻게 처리할지 

사용자의 데이터 처리 요구를 해석하여 처리

 

2) 저장 데이터 관리자 :

데이터를 어떻게 저장할지

디스크에 저장된 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고 접근

 

데이터베이스 관리 시스템의 구성

1) 중앙집중식 구조

2) 클라이언트 - 서버 구조