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[DataBase] 관계형 모델 소개

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[DataBase] 관계형 모델 소개

관계형 데이터베이스 (Relational Database)

  • 관계형 데이터베이스는 테이블(Table)의 모임으로 구성
  • Table
    • 고유한 이름을 갖고 있습니다.
    • 예. instructor table(교수 table), department table(부서 table)
    • Example of a Table (Instructor Table)

​ instructor table

Relational Model (관계형 모델)

  • Table = Relation
  • Column = Attribute
  • Row = Tuple
  • Example of a Relation

​ instructor model

Attribute Types(1)

  • 각 속성에 대해 허용된 값 집합을 도메인(domain) 이라고 합니다.

    • 예) 급여 attribute

      • salary = 95,000 (ok)
      • salary = -10,000 (not ok)
      • salary = Moart (not ok)

Attribute Types(2)

  • 속성 값은 (일반적으로) atomic(원자적) 이어야 합니다.
    • 분할이 불가능합니다.
    • 예) 핸드폰 번호 attribute(속성)
      • 82 - 2 - 780 - 7590
      • phone_number = {82, 2, 780-7590} (not ok)
      • phone_number = 82–2–780-7590 (ok)

Attribue Types(3)

  • 특수 값 null 은 모든 도메인의 구성원입니다.
    • Unknown
    • 존재하지 않습니다. (Does not exist)

Relation Schema and Instance

struct instructorInfo {
	int ID;
	char name[100];
	char dept_name[100];
	int salary;
}; // type definition : 구조체 (structure)

instructorInfo inst[1000]; // 변수
  • Type definition -> Relation Schema -> 고정적임
  • Variable -> Relation Instance -> 시간에 따라 변함

Relation Schema

  • A1, A2, …, An are attributes

    • A1 - ID
    • A2 - name
    • A3 - dept_name
    • A4 - salary

  • R(A1, A2, …, An ) 이 realtion schema 입니다.

    • 예) instructor(ID, name, dept_name, salary)

    • department(dept_name, building, budget)

      -> dept_name : join에 사용됩니다.

Relation Instance

  • 주어진 시간에 데이터베이스에 있는 데이터의 요약

relation instance

DataBase

  • 데이터베이스는 여러 관계로 구성됩니다.

  • 기업에 대한 정보는 여러 부분으로 나뉩니다.

  • Good Design

    • instructor (instructor-ID, name, dept_name)
    • student (student-ID, name)
    • advisor (instrcutor-ID, student-ID)

  • Bad Design (Data Modeling)

    • univ (instructor-ID, instructor-name, dept_name, student-id, student-name)

    • null 값의 필요성(예. advisor가 없는 학생을 나타냅니다.)

    • 정보의 반복(예. 두 명의 학생이 동일한 강사를 가지는 경우)

      -> Data Modeling : Normalization

Keys

  • 하나의 tuple을 다른 tuple들로부터 구별하는 방법
    • Student number -> O
    • SSN(Social security number, 주민등록번호) -> O
    • Email address -> O
    • Student name -> X
    • {Student numebr, Student name} -> O
  • superkey, candidate key, primary key, foreign key

1. SuperKey

: 관계에서 튜플을 고유하게 식별할 수 있는 속성 세트

  • instructor (ID, name, dept_name, salary, SSN)
    • {ID} -> superkey
    • {SSN} -> superkey
    • {ID, name} -> superkey
    • {ID, SSN} -> superkey
    • {SSN, name, dept_name} -> superkey
    • {name}
    • {name, dept_name}

2. Candidate Key

: 관계에 대한 최소 superkey

적절한 하위 집합이 superkey가 아닌 superkey

즉, 관계 내에서 튜플을 고유하게 식별하는 속성 또는 최소한의 속성 집합

  • instructor (ID, name, dept_name, salary, SSN)
    • {ID} -> superkey -> candidate key
    • {SSN} -> superkey -> candidate key
    • {ID, name} -> superkey
    • {ID, SSN} -> superkey
    • {SSN, name, dept_name} -> superkey

3. Primary Key

: 관계 내에서 교유하게 튜플을 식별하기 위해 선택된 후보키(candidate key)

  • instructor (ID , name,dept_name, salary, SSN)
  • department (dept-name, building, budget)
  • advisor (instructor-ID, student-ID)
  • classroom (building, room-number, capacity)

4. Foreign Key

: 관계는 속성 사이에 다른 관계의 기본키를 포함할 수 있습니다.

  • instructor (instructor-ID , name,dept_name, salary)

  • student (student-ID, name)

  • advisor (instructor-ID , student-ID)

    -> Foreign Key

  • Primary Key <- Foreign Key

Relational Algebra (관계대수)

  • Relation에 수행하는 연산의 집합
    • Selection (선택 연산)
    • Projection (추출 연산)
    • Natural Join (자연 조인)
    • Cartesian product (카티션 곱)
    • Union (합집합)
    • Intersection (교집합)
    • Set difference (차집합)

1. Selection (선택 연산) - σ

: 선택 조건을 만족하는 Relation의 tuples을 출력한다.

  • σcondition(relation)

  • instructor relation에서 “급여가 $85,000보다 높은 조건”을 만족하는 tuples

    • σsalary > $85,000 (instructor)

      salary > $85,000 -> condition

      instructor -> relation

    • σsalary > $85,000 Λ dept_name=”Physics”(instructor)

      Λ -> And

      V -> Or

2. Projecion (추출 연산) - Π

: Relation에서 선택된 attributes를 출력한다.

  • Πattribute-list(relation)

  • instructor relation에서 교수의 ID와 salary 만 필요한 경우

    • ΠID, salary(instructor)

3. Natural Join (자연 조인) - 자연조인

: 같은 이름을 갖고 있는 attributes에서 두 relations이 같은 값을 갖고 있는 tuples의 쌍을 출력한다.

  • relation1 자연조인 relation2

​ 자연조인1 자연조인2

4. Cartesian product (카티션 곱) - x

: 두 relations 부터 가능한 모든 tuple의 쌍을 출력한다.

  • relation1 x relation2

​ 카티션곱1 카티션곱2

5. Union (합집합) - U

: 두 relations의 tuples에 대해서 합집합을 수행한다.

  • relation1 U relation2

6. Intersection (교집합) - 교집합

: 두 relations의 tuples에 대해서 교집합을 수행한다.

  • relation1 교집합 relation2

7. Set difference (차집합)

: 두 relations의 tuples에 대해서 차집합을 수행한다.

  • relation1 - relation2

예)

relation algebra

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