데이터베이스 시스템(DBS)

 

2022. 12. 13. 00:30 수정 및 복습 시작

데이터베이스 시스템

• 데이터베이스 시스템은 데이터베이스에 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템이다.
• 데이터의 집합은 데이터베이스며,
  데이터 베이스 관리 시스템은 데이터베이스에 저장돼 데이터가 일관되고 무결한 상태로 유지되도록 관리하는 역할을 한다.

데이터베이스 시스템은 데이터베이스와 데이터 베이스 관리 시스템을 이용해 조직에 필요한 정보를 제공해주는 전체 시스템이다.

제일 큰 개념이라고 생각하면 되겠다.

데이터베이스 구조

스키마

• 스키마는 데이터베이스에 저장되는 데이터 구조의 제약조건을 정의한 것이다.
• 정의된 스키마에 따라 데이터베이스에 저장된 실제 값이 인스턴스(instance)이다.

미국의 표준화 기관인 ANSI/SPARC 에서 데이터베이스의 복잡한 내부 구조를 감추고

일반 사용자가 데이터베이스를 쉽게 이해하고 사용할 수 있도록 3단계 데이터베이스 구조를 제안했다.

 

사용자 관점에서 바라보는 외부 단계, 조직 전체의 관점에서 바라보는 개념 단계, 물리적인 저장 장치의 관점에서 바라보는 내부 단계로 나눈다. 일반적으로 내부 단계에서 외부 단계로 갈수록 추상화 레벨이 높아진다.

외부 단계

• 외부 단계에서는 개별 사용자 관점에서 데이터베이스를 이해하고 표현한다.
• 외부 단계에서는 개별 사용자가 데이터베이스를 어떻게 보는가를 표현하므로 사용자마다 생각하는 데이터베이스의 구조가 다르다.
• 이처럼 외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스를 정의한 것을 외부 스키마라 한다.
• 데이터베이스 하나에는 이러한 외부 스키마가 여러 개 존재할 수 있다.

개념 단계

• 개념 단계에서는 데이터베이스를 이용하는 사용자들의 관점을 통합하여, 데이터베이스를 조직 전체의 관점에서 이해하고 표현한다.
• 개념 단계에서는 이 같은 데이터베이스 관리 시스템이나 관리자의 관점에서 모든 사용자에게 필요한 데이터를 통합하여 전체 데이터베이스의 논리적 구조를 정의한다.
• 이를 개념 스키마라고 한다. 
• 전체 데이터베이스에 어떤 데이터가 저장되는지, 데이터들, 간에는 어떤 관계가 존재하고 어떤 제약조건이 있는지에 대한 정의뿐만 아니라, 데이터에, 대한 보안 정책이나 접근 권한에 대한 정의도 포함한다. 그
• 러나 데이터를 물리적으로 저장하는 방법이나 데이터 저장 장치와는 독립적이다. 
• 또한 데이터베이스 하나에는 개념 스키마가 하나 존재한다.

내부 단계

• 내부 단계 : 내부 단계에서는 데이터베이스를 디스크나 테이프 같은 저장 장치의 관점에서 이해하고 표현한다.
• 즉 내부 단계에서는 전체 데이터베이스가 저장 장치에 실제로 저장되는 방법을 정의하며 이를 내부 스키마라고 한다.
• 내부 스키마는 데이터베이스 1개에 1개만 존재하며, 파일에 데이터를 저장하는 레코드의 구조, 레코드를 구성하는 필드의 크기, 인덱스를 이용한 레코드 접근 경로 등을 정의한다.

데이터 독립성

스키마 사이의 대응 관계를 사상 또는 매핑(mapping)이라 한다. 

외부 스키마와 개념 스키마는 외부/개념 사상에 의해 대응되고, (응용 인터페이스라고도 한다.)

개념 스키마와 내부 스키마는 개념/내부 사상에 의해 대응된다. (저장 인터페이스라고도 한다.)

 

데이터 베이스를 3단계 구조로 나누고,

단계별로 스키마를 유지하며 스키마 사이의 대응 관계를 정의하는 궁극적인 목적은 데이터 독립성을 실현하기 위해서이다.
데이터 독립성이란 하위 스키마를 변경하더라도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성이다.

논리적 데이터 독립성

논리적 데이터 독립성은 개념 스키마가 변경되더라도 외부 스키마가 영향을 받지 않는 것이다.
개념 스키마가 변경되면 관련된 외부/개념 사상만 정확하게 수정해주면 된다.

물리적 데이터 독립성

물리적 데이터 독립성은 내부 스키마가 변경되더라도 개념 스키마가 영향을 받지 않는 것이다.
그래서 결과적으로 외부 스키마도 영향을 받지 않는다.
내부 스키마가 변경되면 관련된 개념/내부 사상만 정확하게 수정해주면 된다.

데이터 사전이란?

• 데이터 베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보를 저장하는 곳을 데이터 사전 또는 시스템 카탈로그라고 한다.
• 데이터 사전은 일반 사전처럼 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터를 정확하고 효율적으로 이용하기 위해 참고해야 되는 스키마, 사상 정보, 다양한 제약조건 등을 저장하고 있다.
• 데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보(데이터 사전 정보)이므로 데이터에 대한 데이터를 의미해 메타 데이터라고도 한다.
• 시스템 데이터베이스라고도 한다. 그리고 이와 구별하기 위해 사용자가 사용하는 일반 데이터 베이스를 사용자 데이터베이스 라 부르기도 한다.
• 데이터 사전은 데이터베이스 관리 시스템이 스스로 생성하고 유지하는 것으로, 데이터베이스 관리 시스템이 주로 접근하지만 일반 사용자도 접근할 수 있다.
• 단 사용자는 저장 내용을 검색할 수만 있다.
• 데이터 사전에 있는 데이터에 실제로 접근하는 데 필요한 위치 정보는 데이터 디렉터리라는 곳에서 관리한다.
• 데이터 사전과 데이터 디렉터리는 둘 다 시스템을 위한 데이터베이스라는 공통점이 있지만, 데이터 사전은 사용자가 접근할 수 있고, 데이터 디렉터리는 시스템만 접근할 수 있다는 차이가 있다.

데이터 베이스 사용자

• 데이터베이스 시스템을 운영하고 관리하는 데이터베이스 관리자.
• 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작하는 일반 사용자(최종 사용자).
• 데이터 언어를 삽입하여 응용 프로그램을 작성하는 응용 프로그래머가 있다.

데이터 베이스 관리자 (DBA)

• 데이터 베이스 구성 요소 선정.
• 데이터베이스 스키마 정의.
• 물리적 저장 구조와 접근 방법 결정.
• 무결성 유지를 위한 제약조건 정의.
• 보안 및 접근 권한 정책 결정.
• 백업 및 회복 기법 정의.
• 시스템 데이터베이스 관리.
• 시스템 성능 감시 및 성능 분석.
• 데이터베이스 재구성.

최종 사용자

• 데이터를 조작하기 위해 데이터베이스에 접근하는 사람들을 일반 사용자 또는 최종 사용자라 한다.
• 데이터 정의어를 사용할 수도 있지만 주로 데이터 조작 어를 사용한다. 최종 사용자는 캐주얼 사용자와 초보 사용자로 구분할 수 있다.

응용 프로그래머

• 데이터 언어를 삽입하여 응용 프로그램을 작성하는 사람, 주로 데이터 조작어를 사용한다.

데이터 언어

데이터 언어는 사용자가 데이터베이스를 구축하고 이에 접근하기 위해 데이터베이스 관리 시스템과 통신하는 수단이다.

데이터 정의어 

• DDL : Data Definition Language
• 스키마를 정의하거나 수정 또는 삭제하기 위해서 사용한다.

데이터 조작어

• DML : Data Manipulation Language
• 데이터 조작어는 사용자가 데이터의 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리를 데이터베이스 관리 시스템에 요구하기 위해 사용되는 데이터 언어다.
• 사용자가 실제 데이터 값을 활용하기 위해 사용하는 것이 데이터 조작어이며 데이터 조작어는 설명 방식에 따라 절차적 데이터와 비절차적 데이터로 나눈다.
• 절차적 데이터 : 사용자가 어떤 (what) 데이터를 원하고 그 데이터를 얻기 위해 어떻게 (how) 처리해야 하는지도 설명.
• 비절차적 데이터 : 사용자가 어떤(what) 데이터를 원하는지만 설명, 선언적 언어(declarative language)라고도 함

데이터 제어어

• DCL : Data Control Language
• 데이터 제어어는 데이터베이스에 저장된 데이터를 여러 사용자가 무결성과 일관성을 유지하며 문제없이 공유할 수 있도록, 내부적으로 필요한 규칙이나 기법을 정의하는 데 사용하는 데이터 언어다.
• 즉 내부적으로 필요한 규칙이나 기법을 정의하기 위해 사용한다. 
• 사용 목적 
• 무결성 : 데이터베이스에 정확하고 유효한 데이터만 유지한다.
• 보안 : 허가받지 않는 사용자가 데이터에 접근하는 것을 차단하거나, 허가된 사용자가 접근 권한이 있는 데이터에만 접근할 수 있다.
• 회복 : 장애가 발생해도 데이터의 일관성을 유지한다.
• 동시성 : 여러 사용자가 같은 데이터에 동시에 접근하여 처리할 수 있게 한다.

데이터 관리 시스템은 크게 질의 처리기와 저장 데이터 관리자로 구분한다.

질의 처리기

• 질의 처리기는 사용자의 데이터 처리 요구를 해석하여 처리하는 역할을 담당하고 다음의 주요 구성 요소들을 포함한다.
• DDL 컴파일러 : 데이터 정의어로 작성된 스키마의 정의를 해석한다.
• DML 프리 컴파일러 : 응용 프로그램에 삽입된 데이터 조작어를 추출하여 DML 컴파일러에 전달한다.
• DML 컴파일러 : 데이터 조작어로 작성된 데이터의 처리(삽입, 삭제, 수정, 검색) 요구를 분석하여 런타임 데이터베이스 처리기가 이해할 수 있도록 해석한다.
• 런타임 데이터베이스 처리기 : 저장 데이터 관리자를 통해 데이터베이스에 접근하여, DML 컴파일러로부터 전달받은 데이터 처리 요구를 데이터베이스에서 실제로 실행한다.
• 트랜잭션 관리자 : 데이터베이스에 접근하는 과정에서 사용자의 접근 권한이 유효한지를 검사하고, 데이터베이스 무결성을 유지하기 위한 제약조건 위반 여부를 확인한다. 회복이나 병행 수행과 관련된 작업도 담당한다. 

저장 데이터 관리자

• 디스크에 저장된 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고 접근한다.

 

이상으로 포스팅을 마무리 하겠습니다.

 

2022. 12. 13. 01:30 수정 및 복습 마무리