3. 데이터베이스 시스템(DBS)

데이터베이스 시스템(DBS)이란

• 데이터베이스에 데이터를 저장하고 이를 관리하여 조직에 필요한 정보를 생성해주는 시스템
• 데이터베이스와 데이터베이스 관리 시스템을 이용해 조직에 필요한 정보를 제공하는 전체 시스템
• 사용자, 데이터언어, 컴퓨터도 데이터베이스 시스템에 포함됨.

데이터베이스의 구조

스키마(Schema)

데이터베이스에 저장되는 데이터구조와 제약조건을 정의한 것

예시: 이름 CHAR(10)

인스턴스(Instance)

스키마에 따라 데이터베이스에 실제로 저장된 값

 

• 미국 표준화 기관인 ANSI/SPARC에서 제안
• 데이터베이스를 쉽게 이해하고 이용할 수 있도록 하나의 데이터베이스를 보는 관점에 따라 3 단계로 나눔
  • 외부단계(External level)
    • 데이터베이스를 개별 사용자 관점에서 이해하고 표현.
    • 집주인
    • 데이터 베이스 : 외부 스키마 = 1:n 가능
    • 외부 스키마(서브 스키마): 외부 단계에서 사용자에게 필요한 데이터베이스 정의한 것. 각 사용자가 생각하는 데이터베이스의 모습 즉 논리적 구조로 사용자마다 다르다.
  • 개념단계(Conceptual level)
    • 데이터베이스를 조직 전체의 관점에서 이해하고 표현.
    • 아파트 관리인
    • 데이터베이스 : 개념스키마 = 1 : 1
    • 개념 스키마(conceptual schema): 개념 단계에서 데이터베이스 전체의 논리적 구조를 정의한 것. 조직 전체의 관점에서 생각하는 데이터베이스의 모습. 전체 데이터간 관계, 제약조건, 보안정책, 접근권한에 대한 정의 포함
  • 내부단계(Internal level): 물리적인 저장 장치의 관점. 아파트 건설업체
    • 데이터베이스를 저장 장치의 관점에서 이해하고 표현.
    • 데이터베이스 : 내부 스키마 = 1 : 1
    • 내부 스키마(internal schema): 전체 데이터베이스가 저장 장치에 실제로 저장되는 방법을 정의. 레코드 구조, 필드 크기, 레코드 접근 경로 등 물리적 저장 구조를 정의
  • 각 단계별로 다른 추상화(abstraction)제공. 내부>외부로 갈수록 추상화 레벨이 높아짐

3단계 데이터베이스 구조의 사상(Mapping)

• 스키마 사이 대응관계
  • 외부/개념 사상(응용 인터페이스(application interface))
  • 개념/내부 사상(저장 인터페이스(storing interface))
• 데이터베이스 이용시 사전에 정의된 사상 정보를 이용하여 사용자가 원하는 데이터에 접근

 

데이터 독립성(data independency)

• 하위 스키마가 변경되더라도 상위 스키마가 영향을 받지 않는 특성
• 논리적 데이터 독립성
  • 하위 스키마인 개념 스키마가 변경되어도 상위 스키마인 외부 스키마는 영향 받지 않음
  • 외부/개념 사상만 정확하게 수정하면 됨
• 물리적 데이터 독립성
  • 하위 스키마인 내부 스키마가 변경되어도 상위 스키마인 개념 스키마는 영향 받지 않음
  • 개념/내부 사상만 정확하게 수정하면 됨

데이터 사전(data dictionary)

• 시스템 카탈로그라고도 함
• 데이터베이스에 저장되는 데이터에 관한 정보, 즉 메타 데이터를 유지하는 시스템 데이터베이스
• 스키마, 사상 정보, 다양한 제약 조건 등을 저장
• 데이터베이스 시스템이 스스로 생성하고 유지
• 일반 사용자도 접근이 가능하지만 효율적 시스템의 관리를 위해 저장 내용 검색만 가능

데이터 디렉터리(data directory)

• 데이터 사전 내 데이터에 실제로 접근하는 데 필요한 위치 정보를 저장하는 시스템 데이터베이스
• 일반 사용자 접근 불가

사용자 데이터베이스(user database)

사용자가 실제로 이용하는 데이터가 저장되어 있는 일반 데이터베이스

 

데이터베이스 사용자

데이터베이스 사용자

• 데이터베이스를 이용하기 위해 접근하는 모든 사람
• 이용 목적에 따라 데이터베이스 관리자, 최종 사용자, 응용 프로그래머로 구분된다.
• 데이터베이스 관리자(DBA: Database administrator)
  • 데이터베이스 시스템을 운영, 관리
  • 데이터 정의어, 데이터 제어어 이용
• 최종 사용자(end user)
  • 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조작(삽입, 삭제, 수정, 검색)하는 사람
  • 주로 데이터 조작어 사용
  • 캐주얼 사용자와 초보 사용자로 구분
• 응용 프로그래머(application programmer)
  • 데이터 언어를 삽입해 응용 프로그램 작성하는 사람
  • 주로 데이터 조작어 사용

 

데이터 언어

• 사용자와 데이터베이스 관리 시스템 간 통신 수단
• 사용 목적에 따라 데이터 정의어, 데이터 조작어, 데이터 제어어로 구분됨

데이터 정의어(Data Definifion Language)

스미카를 정의, 수정, 삭제하기 위해 사용

 

데이터 조작어(Database Manipulation Language)

데이터의 삽입, 삭제, 수정, 검색 등의 처리를 요구하기 위해 사용

종류

• 절차적 데이터 조작어(procedure DML): 사용자가 어떤(WHAT) 데이터를 원하고 그 데이터를 얻기 위해 어떻게(HOW) 처리해야 하는지 구체적으로 요구 받음
• 비절차적 데이터 조작어(Nonprocedure DML): 사용자가 어떤(WHAT) 데이터를 원하는 지만 설명. 선언적 언어(declarative language)라고도 함.

 

데이터 제어어(Data Control Language)

내부적으로 필요한 규칙, 기법 정의하기 위해 사용

사용목적

• 무결성: 정확하고 유효한 데이터만 유지
• 보안: 허가받지 않은 데이터 접근 차단. 허가된 사용자에게만 권한 부여
• 회복: 장애가 발생해도 데이터 일관성 유지
• 동시성 제어: 동시 공유 지원

 

데이터베이스 관리 시스템의 구성

데이터베이스 관리와 사용자의 데이터 처리 요구 수행

질의 처리기(Query Processor)

• 사용자의 데이터 처리 요구 해석하여 처리
• DDL 컴파일러, DML 프리 컴파일러, 런타임 데이터베이스 처리기, 트랜잭션 관리자 등 포함

저장 데이터 관리자(Stored Data  Manager)

• 디스크에 저장된 데이터베이스와 데이터 사전을 관리하고 접근

 

중앙집중식 구조

사용자 client와 DB가 한 곳에 집중

 

클라이언트-서버 구조

• 사용자는 client application 이용해 DB에 접근
• Two-tier architecture: 사용자가 db사용 위해 두 단계 거침. 드라이버 설치 필수. 특수한 경우 이용
• Three-tier architecture: application이 직접 접근하지 않고 3단계를 거침. 드라이버 설치 안함. 대부분의 서비스가 이용.

 

예상 문제

데이터베이스, 데이터베이스 관리 시스템, 데이터베이스 시스템의 차이

 

데이터베이스 시스템의 구성요소

 

데이터베이스 3단계 구조에서 데이터 독립성의 개념을 실현하는 방법?

 

데이터 언어별 특징

 

데이터베이스 사용자별 특징

 

데이터베이스 관리 시스템의 구성