관계형 데이터베이스 모델 : 요소, 수행 방법, 예 - 과학 기술 - 2025

관계형 데이터베이스 모델은 열과 행으로 구성된 그리드와 같은 구조를 사용하여 관계를 이용하여 데이터를 구조화하는 방법입니다. 관계형 데이터베이스의 개념적 원칙입니다. 1969 년 Edgar F. Codd가 제안했습니다.

이후 계층 적, 네트워크 및 개체와 같은 다른 데이터베이스 모델과 비교할 때 비즈니스 응용 프로그램을위한 지배적 인 데이터베이스 모델이되었습니다.

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Codd는 관계형 데이터베이스를위한 플랫폼으로서 그의 작업이 얼마나 중요하고 영향력이 있는지 전혀 몰랐습니다. 대부분의 사람들은 데이터베이스에서 관계의 물리적 표현 인 테이블에 매우 익숙합니다.

관계형 모델은 하나 이상의 독립 테이블에서 데이터 요소를 그룹화 할 수있는 데이터베이스로 정의되며, 각 관련 테이블에 공통된 필드를 사용하여 서로 관련 될 수 있습니다.

데이터베이스 관리

데이터베이스 테이블은 스프레드 시트와 유사합니다. 그러나 테이블간에 생성 될 수있는 관계를 통해 관계형 데이터베이스는 효과적으로 검색 할 수있는 대량의 데이터를 효율적으로 저장할 수 있습니다.

관계형 모델의 목적은 데이터 및 쿼리를 지정하는 선언적 방법을 제공하는 것입니다. 사용자는 데이터베이스에 포함 된 정보와 원하는 정보를 직접 선언합니다.

다른 한편으로, 그들은 저장을위한 데이터 구조와 쿼리에 응답하기위한 검색 절차를 설명하기 위해 데이터베이스 관리 시스템 소프트웨어에 맡깁니다.

대부분의 관계형 데이터베이스는 데이터 쿼리 및 정의에 SQL 언어를 사용합니다. 현재 Oracle, IBM DB2 및 Microsoft SQL Server와 같은 많은 관계형 데이터베이스 관리 시스템 또는 RDBMS (Relational Data Base Management System)가 있습니다.

특징 및 요소

-모든 데이터는 관계 또는 테이블이라고하는 행과 열의 정렬 된 데이터 배열로 개념적으로 표현됩니다.

-각 테이블에는 헤더와 본문이 있어야합니다. 헤더는 단순히 열 목록입니다. 본문은 행으로 구성된 테이블을 채우는 데이터 세트입니다.

-모든 값은 스칼라입니다. 즉, 테이블의 주어진 행 / 열 위치에는 단일 값만 있습니다.

-집단

다음 그림은 완전한 구조를 구성하는 기본 요소의 이름이있는 테이블을 보여줍니다.

튜플

데이터의 각 행은 레코드라고도하는 튜플입니다. 각 행은 n- 튜플이지만 일반적으로 "n-"은 삭제됩니다.

기둥

튜플의 각 열을 속성 또는 필드라고합니다. 열은 특정 속성이 가질 수있는 값 집합을 나타냅니다.

키

각 행에는 테이블 키라고하는 하나 이상의 열이 있습니다. 이 결합 된 값은 테이블의 모든 행에 대해 고유합니다. 이 키를 통해 각 튜플은 고유하게 식별됩니다. 즉, 키를 복제 할 수 없습니다. 이를 기본 키라고합니다.

반면에 외래 또는 보조 키는 다른 테이블의 기본 키를 참조하는 테이블의 필드입니다. 기본 테이블을 참조하는 데 사용됩니다.

-청렴 규칙

관계형 모델을 디자인 할 때 데이터베이스에서 충족되어야하는 몇 가지 조건 (무결성 규칙)을 정의합니다.

키 무결성

기본 키는 모든 튜플에 대해 고유해야하며 널 (NULL) 일 수 없습니다. 그렇지 않으면 행을 고유하게 식별 할 수 없습니다.

다중 열 키의 경우 이러한 열에는 NULL이 포함될 수 없습니다.

참조 무결성

외래 키의 각 값은 참조 또는 기본 테이블의 기본 키 값과 일치해야합니다.

외래 키가있는 행은 해당 값이 기본 테이블에있는 경우에만 보조 테이블에 삽입 할 수 있습니다.

행이 업데이트되거나 삭제되어 기본 테이블에서 키 값이 변경되면이 외래 키가있는 보조 테이블의 모든 행을 그에 따라 업데이트하거나 삭제해야합니다.

관계형 모델을 만드는 방법?

-데이터 수집

데이터베이스에 저장하려면 필요한 데이터를 수집해야합니다. 이 데이터는 여러 테이블로 나뉩니다.

각 열에 대해 적절한 데이터 유형을 선택해야합니다. 예 : 정수, 부동 소수점 숫자, 텍스트, 날짜 등

-기본 키 정의

각 테이블에 대해 테이블의 각 행을 고유하게 식별하는 기본 키로 열 (또는 몇 개의 열)을 선택해야합니다. 기본 키는 다른 테이블을 참조하는데도 사용됩니다.

-테이블 간의 관계 생성

독립적이고 관련없는 테이블로 구성된 데이터베이스는 거의 사용되지 않습니다.

관계형 데이터베이스 설계에서 가장 중요한 측면은 테이블 간의 관계를 식별하는 것입니다. 관계 유형은 다음과 같습니다.

일대 다

"수업 목록"데이터베이스에서 교사는 0 개 이상의 수업을 가르 칠 수 있으며 한 수업은 한 명의 교사가 가르칩니다. 이러한 유형의 관계를 일대 다라고합니다.

이 관계는 단일 테이블로 표현할 수 없습니다. 데이터베이스«수업 목록»에는 교사에 대한 정보를 저장하는 Teachers라는 테이블이 있습니다.

각 교사가 가르치는 수업을 저장하기 위해 추가 열을 만들 수는 있지만 만들 열 수라는 문제에 직면하게됩니다.

반면에 클래스에 대한 정보를 저장하는 Classes라는 테이블이있는 경우 추가 열을 만들어 교사에 대한 정보를 저장할 수 있습니다.

그러나 교사는 많은 수업을 가르 칠 수 있으므로 그의 데이터는 Classes 테이블의 여러 행에 복제됩니다.

두 개의 테이블 디자인

따라서 Class_Id를 기본 키로 사용하여 클래스에 대한 정보를 저장하는 Classes 테이블과 Teacher_Id를 기본 키로 사용하여 Teachers 테이블을 설계해야합니다.

그런 다음 아래 그림과 같이 마스터 테이블 (Master_Id)의 기본 키를 Classes 테이블에 저장하여 일대 다 관계를 만들 수 있습니다.

Classes 테이블의 Master_Id 열을 외래 키 또는 보조 키라고합니다.

Master 테이블의 각 Master_Id 값에 대해 Classes 테이블에 0 개 이상의 행이있을 수 있습니다. Classes 테이블의 각 Class_Id 값에 대해 Teachers 테이블에는 행이 하나만 있습니다.

다 대다

"제품 판매"데이터베이스에서 고객 주문은 여러 제품을 포함 할 수 있으며 제품은 여러 주문에 나타날 수 있습니다. 이러한 유형의 관계는 다 대다로 알려져 있습니다.

제품 및 주문이라는 두 개의 테이블로 "제품 판매"데이터베이스를 시작할 수 있습니다. Products 테이블에는 productID가 기본 키인 제품에 대한 정보가 포함되어 있습니다.

반면에 Orders 테이블에는 orderID가 기본 키인 고객의 주문이 포함됩니다.

제품에 대해 예약 할 열 수를 모르기 때문에 주문한 제품을 Orders 테이블에 저장할 수 없습니다. 같은 이유로 주문을 제품 테이블에 저장할 수도 없습니다.

다 대다 관계를 지원하려면 조인 테이블 (OrderDetails)이라고하는 세 번째 테이블을 만들어야합니다. 여기서 각 행은 특정 주문의 항목을 나타냅니다.

OrderDetails 테이블의 경우 기본 키는 각 행을 고유하게 식별하는 orderID 및 productID의 두 열로 구성됩니다.

OrderDetails 테이블의 orderID 및 productID 열은 Orders 및 Products 테이블을 참조하는 데 사용됩니다. 따라서 OrderDetails 테이블의 외래 키이기도합니다.

하나씩

"제품 판매"데이터베이스에서 제품은 추가 설명 및 이미지와 같은 선택적 정보를 가질 수 있습니다. Products 테이블 안에 보관하면 많은 빈 공간이 생성됩니다.

따라서 선택적 데이터를 저장하기 위해 다른 테이블 (ProductExtras)을 만들 수 있습니다. 선택적 데이터가있는 제품에 대해 하나의 레코드 만 생성됩니다.

Products 및 ProductExtras의 두 테이블은 일대일 관계를 갖습니다. Products 테이블의 각 행에 대해 ProductExtras 테이블에는 최대 하나의 행이 있습니다. 두 테이블의 기본 키로 동일한 productID를 사용해야합니다.

이점

구조적 독립성

관계형 데이터베이스 모델에서 데이터베이스 구조 변경은 데이터 액세스에 영향을주지 않습니다.

DBMS가 데이터에 접근하는 능력에 영향을주지 않고 데이터베이스 구조를 변경할 수 있다면 구조적 독립성이 달성되었다고 할 수있다.

개념적 단순성

관계형 데이터베이스 모델은 계층 적 또는 네트워크 데이터베이스 모델보다 개념적으로 훨씬 더 간단합니다.

관계형 데이터베이스 모델은 데이터의 물리적 저장소에 대한 세부 사항에서 디자이너를 해방시키기 때문에 디자이너는 데이터베이스의 논리적보기에 집중할 수 있습니다.

설계, 구현, 유지 관리 및 사용 용이성

관계형 데이터베이스 모델은 데이터 독립성과 구조 독립성을 모두 달성하므로 데이터베이스를 다른 모델보다 훨씬 쉽게 설계, 유지, 관리 및 사용할 수 있습니다.

임시 쿼리 용량

매우 강력하고 유연하며 사용하기 쉬운 쿼리 기능의 존재는 관계형 데이터베이스 모델이 엄청난 인기를 누리는 주된 이유 중 하나입니다.

구조적 쿼리 언어 (SQL)라고하는 관계형 데이터베이스 모델의 쿼리 언어는 임시 쿼리를 현실로 만듭니다. SQL은 4 세대 언어 (4GL)입니다.

4GL을 사용하면 수행 방법을 지정하지 않고도 수행해야 할 작업을 지정할 수 있습니다. 따라서 SQL을 사용하여 사용자는 원하는 정보를 지정하고 정보를 데이터베이스에 가져 오는 방법에 대한 세부 정보를 남길 수 있습니다.

단점

하드웨어 비용

관계형 데이터베이스 모델은 구현의 복잡성과 사용자 데이터의 물리적 저장에 대한 세부 사항을 숨 깁니다.

이를 위해 관계형 데이터베이스 시스템에는 더 강력한 하드웨어 및 데이터 저장 장치가있는 컴퓨터가 필요합니다.

따라서 RDBMS가 원활하게 실행 되려면 강력한 시스템이 필요합니다. 그러나 현대 컴퓨터의 처리 능력이 기하 급수적으로 증가함에 따라 오늘날의 시나리오에서 더 많은 처리 능력에 대한 요구는 더 이상 큰 문제가 아닙니다.

디자인의 용이성은 디자인 불량으로 이어질 수 있습니다.

관계형 데이터베이스는 설계 및 사용이 쉽습니다. 사용자는 데이터의 물리적 저장소에 대한 복잡한 세부 정보를 알 필요가 없습니다. 데이터에 액세스하기 위해 실제로 데이터가 어떻게 저장되는지 알 필요가 없습니다.

이러한 설계 및 사용의 용이성은 잘못 설계된 데이터베이스 관리 시스템의 개발 및 구현으로 이어질 수 있습니다. 데이터베이스가 효율적이기 때문에 이러한 설계 비 효율성은 데이터베이스가 설계되고 소량의 데이터 만있을 때 드러나지 않습니다.

데이터베이스가 커짐에 따라 잘못 설계된 데이터베이스는 시스템 속도를 저하시키고 성능 저하 및 데이터 손상을 초래합니다.

«정보의 섬»현상

앞서 언급했듯이 관계형 데이터베이스 시스템은 구현 및 사용이 쉽습니다. 이로 인해 너무 많은 사람이나 부서가 자체 데이터베이스 및 응용 프로그램을 만드는 상황이 발생합니다.

이러한 정보의 섬은 조직의 원활하고 효율적인 기능에 필수적인 정보 통합을 방해합니다.

이러한 개별 데이터베이스는 데이터 불일치, 데이터 중복, 데이터 중복 등과 같은 문제도 발생시킵니다.

예

공급자, 부품 및 배송 테이블로 구성된 데이터베이스를 가정합니다. 테이블 및 일부 샘플 레코드의 구조는 다음과 같습니다.

공급자 테이블의 각 행은 고유 한 공급자 번호 (SNo)로 식별되며 테이블의 각 행을 고유하게 식별합니다. 마찬가지로 각 부품에는 고유 한 부품 번호 (PNo)가 있습니다.

또한이 조합은 다 대다 관계이기 때문에 통합 테이블 역할을하는 Shipments의 기본 키이기 때문에 Shipments 테이블에 지정된 공급자 / 부품 조합에 대해 둘 이상의 배송이있을 수 없습니다.

부품 및 배송 테이블 간의 관계는 PNo (부품 번호) 필드를 공통으로 사용하여 제공되며 공급 업체와 배송 간의 관계는 SNo 필드 (공급자 번호)를 공통으로 사용하여 발생합니다.

Shipments 테이블을 분석하면 Suneet 및 Ankit 공급 업체에서 각각 250 개씩 총 500 개의 견과류가 발송되고 있다는 정보로 얻을 수 있습니다.

마찬가지로 총 1,100 개의 볼트가 3 개의 다른 공급 업체에서 배송되었습니다. 500 개의 파란색 나사가 Suneet 공급 업체에서 배송되었습니다. 빨간색 나사 배송이 없습니다.

참고 문헌

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