[정보처리기능사 실기] 데이터베이스 기초 활용(3)

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[정보처리기능사 실기] 데이터베이스 기초 활용(2)

 

7. 키(key) 와 무결성 제약조건

 

1. 키의 개념

키: 관계 데이터베이스에서 튜플을 식별하기 위해 사용하는 속성이나 속성의 집합

키는 데이터베이스 참조, 검색 시 이용된다.

 

2. 키의 종류

2-1. 후보 키(Candidate Key)

정의: 릴레이션에서 각 튜플을 유일하게 식별할 수 있는 속성이나 속성의 집합

후보키가 될 수 있는 조건은 유일성과 최소성을 만족해야 한다.

 

2-2. 기본 키(Primary Key)

정의: 후보키 중에서 튜플을 식별하기 위헤 특별히 선정된 키

• 기본키는 중복될수 없으며, NULL 값을 가지지 않는다.
• 유일성과 최소성을 만족해야 한다.

 

2-3. 대체 키(Alternate Key)

정의: 후보키 중에서 기본키를 제외한 속성

 

2-4. 외래 키(Foreign Key)

정의: 하나의 테이블에서 원하는 자료를 얻지 못하는 경우 다른 테이블을 참조(이용)하기 위해 사용되는 속성

• 외래키는 참조 릴레이션(테이블)의 기본키와 같아야 한다.
• 외래키는 NULL 값이 올 수 있다.
• 외래키의 속성명과 참조 릴레이션의 기본키 속성명은 서로 달라도 무방하다.

2-5. 슈퍼 키(Super Key)

정의: 한 릴레이션 내의 튜플들을 식별 할 수 있는 후보키와 다른 속성들과의 모든 조합을 뜻한다.

• 유일성은 만족하지만, 최소성은 만족하지 않는다.

 

3. 무결성(Integrity) 제약조건

무결성: 데이터베이스 자료의 오류 없는 정확성과 안정성을 나타내는 것

무결성 제약조건은 정확성과 안정성을 유지하기 위한 제약조건이다.

 

3-1. 개체 무결성

• 기본키는 NULL 값이 올수 없으며, 중복될 수 없음을 나타내는 제약 조건
• 개체 무결성은 개체를 식별하기 위해 오류가 없도록 하기 위한 제약조건이다.

 

3-2. 참조 무결성

• 외래키는 NULL 값이 올 수 있으며, 참조 릴레이션의 기본키와 같아야 하는 제약조건이다
• 테이블 참조 시 오류가 없도록 하기 위한 제약조건

 

3-3. 도메인 무결성

• 릴레이션에서 속성값의 범위가 정의된 경우 그 속성값은 정해진 범위 이내의 값으로 구성해야 하는 제약 조건
• 동일한 속성에 대해 데이터 타입과 데이터 길이가 동일해야 한다.

 

3-4. 고유(Unique) 무결성

• 특정 속성에 대해 고유한 값을 가지도록 조건이 주어진 경우, 그 속성값은 모두 달라야 하는 제약 조건

 

3-5. NULL 무결성

• 특정 속성값에 NULL이 올수 없다는 조건이 주어진 경우, 그 속성값은 NULL 값이 올 수 없다는 제약조건

 

3-6. 키 무결성

• 한 릴레이션에는 최소한 하나의 키가 존재해야 하는 제약 조건

 

 

8. 관계 데이터 연산

관계 데이터 연산: 관계 데이터베이스 구조에서 사용되는 연산

종류: 관계 대수, 관계 해셕

 

1. 관계 대수(Relational Algebra)

관계 대수: 릴레이션에서 사용자가 원하는 결과를 얻기 위해 연산자를 표현하는 방법

종류: 순수 관계 연산자, 일반 집합 연산자

 

1-1. 셀렉트(SELECT, σ)

• 릴레이션에서 조건을 만족하는 수평적 부분 집합(튜플)을 구하기 위한 연산
• 결과는 조건을 만족하는 튜플들로 테이블이 만들어진다.
• 연산 기호는 시그마(σ) 를 이용한다.

셀렉트 표현 방법

 

1-2. 프로젝트(PROJECT, π)

• 릴레이션에서 수직적 부분 집합(속성의 값)을 구하는 연산으로 원하는 속성만 추출하기 위한 연산
• 연산 기호는 파이(π)를 이용한다.

프로젝트 표현 방법

 

1-3. 조인(JOIN, ⋈)

• 두 테이블로부터 조건에 맞는 관련된 튜플들을 하나의 튜플로 집합하여 하나의 테이블로 만드는 연산
• 종류: 동일 조인(Equi Join), 자연 조인(Natural Join), 외부 조인(Outer Join) 등 여러 종류가 있다.
• 연산 기호는 ⋈을 사용한다.

조인 표현 방법

1-3-1. 동일 조인

- 관계 연산자중 '=' 연산자만을 사용하여 조건을 표현한다.

- 가장 기본이 되는 조인이며, 두 테이블의 모든 속성을 합한 하나의 테이블 구조로 만들어진다(중복되는 속성 포함).

 

1-3-2. 자연 조인

- 동일 조인한 결과에서 중복되는 속성을 제거하여 표현한다.

 

1-3-3. 외부 조인

- 조인 시 두 테이블 간에 관련 없는, 조건에 맞지 않는 튜플도 결과 테이블에 포함시켜 조인하는 방법으로 해당 자료가 없는 부분은 NULL 값이 온다.

 

 

1-4. 디비전(DIVISION, ÷)

• A, B 두 테이블에 대해 'A DIVISION B' 는 B 테이블의 조건을 만족하는 테이블 A 에서 추출하는 연산
• 결과는 연산에 사용된 속성은 제외된다.
• 연산 기호는 ÷ 를 이용한다.

디비전 표기 형식

 

2. 관계 해석

관계 해석: 릴레이션에서 결과를 얻기 위한 과정을 표현하는 것으로, 연산자 없이 정의하는 방법을 이용하는 비절차적 언어이다.

종류: 튜플 관계 해석, 도메인 관계 해석

표기 형식: [결과값 | 조건]

 

 

 

9. 이상(Anomaly) 와 함수적 종속

이상: 데이터베이스늬 논리적 설계 시 하나의 릴레이션에 많은 속성들이 존재하여, 데이터 중복과 종속으로 인해 발생되는 문제점들

종류: 삭제 이상, 삽입 이상, 갱신 이상

 

1. 삭제 이상

정의: 테이블에서하나의 자료를 삭제하고자 하는 경우 그 자료가 포함된 튜플이 삭제됨으로 인해 원하지 않은 자료까지 함께 삭제가 이루어져 발생한 문제

정리

원하지 않는 정보가 손실되는 문제

 

2. 삽입 이상(Insertion Anomaly)

정의: 데이터베이스에 자료를 삽입하는 과정에서 원치 않은 자료가 삽입되거나, 삽입 시 자료가 부족해 삽입이 되지 않아 발생하는 문제

정리

원하지 않게 삽입이 되지 않는 현상

 

 

3. 갱신 이상(Update Anomaly)

정의: 자료 갱신 과정중 정확하지 않거나 일부의 튜플만 갱신됨으로 인해 정보가 모호해지거나 일관성이 없어져 정확한 정보 파악이 안되는 현상

 

 

4. 함수적 종속(Functional Dependency)

함수적 종속: 어떤 릴레이션 A, B 가 있을때, 임의 튜플에서 A의 값이 B의 값을 함수적으로 결정한다면, 즉 A의 값을 알면 B의 값을 알 수 있거나 A의 값에 따라 B의 값이 달라진다면 B는 A에 함수적으로 종속되었다고 한다

기호: A -> B

A가 결정자, B를 종속자 라고 한다.

 

4-1. 완전 함수 종속과 부분 함수 종속완전 함수 종속(Full Functional Dependency): 릴레이션에서 한 속성이 오직 기본 키에만 종속이 되는 경우부분 함수 종속(Partial Functional Dependency): 릴레이션에서 한 속성이 기본키가 아닌 다른 속성에 종속이 되거나, 기본키다 2개 이상 합성 키(복합 키)로 구성된 경우

 

4-2. 이행적 함수 종속이행적 함수 종속(Transitive Functional Dependency): 릴레이션 A, B, C 세가지 속성 간의 종속이 A -> B, B -> C 일때,A -> C 가 성립이 되는 경우