[SQLD] SECTION 1. 데이터 모델링

1. 데이터 모델링

1) 모델링의 정의 : 복잡한 현실 세계를 일정한 표기법에 의해 표현하는 일

2) 모델링의 특징

추상화 (Abstraction)
단순화 (Simplification)
명확성 (Clarity)

3) 모델링의 관점

관점 (View)	설명
데이터 관점	- 비즈니스 프로세스에서 사용되는 데이터를 의미한다. - 구조 분석, 정적 분석 - What, Data
프로세스 관점	- 비즈니스 프로세스에서 수행하는 작업을 의미한다. - 시나리오 분석, 도메인 분석, 동적 분석 - How, Process
데이터와 프로세스의 상관 관점	- 프로세스와 데이터 간의 관계를 의미한다. - CRUD (Create, Read, Update, Delete) 분석 - Interaction

4) 데이터 모델링 단계

데이터 모델링	내용
개념적 데이터 모델링	- 고객의 비즈니스 프로세스를 분석하고 전사적 관점에서 기업의 데이터를 모델링한다.- 추상화 수준이 가장 높은 수준의 모델링이다.- 계층형 데이터 모델, 네트워크 모델, 관계형 모델에 관계 없이 업무적 관점에서 모델링하며 기술적인 용어는 가급적 사용하지 않는다.- 엔터티(Entity)와 속성(Attribute)을 도출하고 개념적 ERD (Entity Relationship Diagram)를 작성한다.
논리적 데이터 모델링	- 특정 데이터베이스 모델에 종속한다.- 식별자를 정의하고 관계, 속성 등을 모두 표현한다.- 정규화를 수행해서 데이터 모델의 독립성을 확보하고 재사용성을 높인다.
물리적 데이터 모델링	- 데이터베이스를 실제 구축한다. 구축할 데이터베이스 관리 시스템에 테이블, 인덱스, 함수 등을 생성한다. - 성능, 보안, 가용성 등을 고려하여 데이터베이스를 구축한다.

5) 데이터 모델링을 위한 ERD (Entity Relationship Diagram)

데이터 모델링의 표준. 엔터티와 엔터티 간의 관계를 정의하는 모델링 방법이다.

ERD 작성 절차
1. 엔터티를 도출하고 그린다.
2. 엔터티를 배치한다.
3. 엔터티 간의 관계를 설정한다.
4. 관계명을 서술한다.
5. 관계 참여도를 표현한다.
6. 관계의 필수 여부를 표현한다.
표기법

6) 좋은 데이터 모델의 요소

완전성 : 업무에서 필요로 하는 모든 데이터가 데이터 모델에 정의되어 있어야 함.
중복배제 : 동일한 사실은 반드시 한번만 기록
업무규칙 : 업무규칙을 데이터 모델에 표현하여 모든 사용자가 공유할 수 있도록
데이터 재사용 : 통합모델, 데이터와 어플리케이션 독립 → 데이터 재사용성 ↑
의사소통 : 업무규칙들을 동일한 의미로 받아들이고 정보시스템을 활용할 수 있게
통합성 : 동일한 데이터는 조직 전체에 한번만 기록되고 이를 다른 영역에서 참조, 활용

2. 데이터 독립성

1) 데이터 독립성의 필요성

2) 데이터 독립성의 효과

각 View의 독립성을 유지하고 계층별 View에 영향을 주지 않고 변경이 가능하다.
단계별 Schema에 따라 데이터 정의어(DDL)와 데이터 조작어(DML)가 다름을 제공한다.

3) 3층 스키마

사용자, 설계자, 개발자가 데이터베이스를 보는 관점에 따라 데이터베이스를 기술하고 이들간의 관계를 정의한 ANSI 표준이다.
외부 단계, 개념적 단계, 내부적 단계의 3단계 계층으로 분리해서 독립성을 확보하는 방법으로, 각 계층을 뷰 (View) 라고도 한다.

4) 3층 스키마 구조

구조	설명
외부 스키마	- 사용자 관점, 업무 상 관련이 있는 데이터 접근이다. - 관련 데이터베이스의 뷰(View)를 표시한다. - DB의 개개 사용자나 응용프로그래머가 접근하는 데이터베이스를 정의한다.
개념 스키마	- 설계자 관점, 사용자 전체 집단의 데이터베이스 구조이다. - 전체 데이터베이스 내의 규칙과 구조를 표현한다. - 통합 데이터베이스 구조이다.
내부 스키마	- 개발자 관점, 데이터베이스의 물리적 저장 구조이다. - 데이터 저장 구조, 레코드 구조, 필드 정의, 인덱스 등을 의미한다.

3층 스키마의 독립성

독립성	설명
논리적 독립성	- 개념 스키마가 변경되더라도 외부 스키마가 영향을 받지 않는 것이다. - 사용자 특성에 맞는 변경이 가능하며 통합 구조의 변경이 가능하다.
물리적 독립성	- 내부 스키마가 변경되더라도 개념 스키마가 영향을 받지 않는 것이다. - 저장장치의 구조 변경은 응용프로그램과 개념 스키마에 영향이 없다.

5) 사상 (Mapping)

영어로 'Mapping'은 우리말로 '사상'이라고 번역되는데 이것은 상호 독립적인 개념을 연결시켜주는 다리를 뜻한다.
데이터 독립성에는 크게 2가지의 사상이 도출된다.

3. 데이터 모델링의 중요한 세 가지 개념

1) 데이터 모델링의 세 가지 요소 데이터 모델링을 구성하는 중요한 개념 세 가지

업무가 관여하는 어떤 것 (Things)
업무가 관여하는 어떤 것 간의 관계 (Relationships)
어떤 것이 가지는 성격 (Attributes)

2) 단수와 집합 (복수)의 명명

4. 엔터티 (Entity)

1) 개념

업무에 필요하고 유용한 정보를 저장하고 관리하기 위한 집합적인 것 (thing)
엔터티는 개넘, 사건, 장소 등의 명사이다.

2) 특징 (ex. 엔터티 : 고객, 계좌)

엔터티 특징	설명
식별자	- 엔터티는 유일한 식별자가 있어야 한다. - ex. 회원ID
인스턴스 집합	- 2개 이상의 인스턴스가 있어야 한다. - 즉, 고객 정보는 2명 이상 있어야 한다.
속성	- 엔터티는 반드시 속성을 가지고 있다. - ex. 고객 엔터티에 회원ID, 패스워드, 이름, 주소, 전화번호
관계	- 엔터티는 다른 엔터티와 최소한 한 개 이상 관계가 있어야 한다. - ex. 고객은 계좌를 개설한다.
업무	- 엔터티는 업무에서 관리되어야 하는 집합이다. - ex. 고객, 계좌

3) 종류

유형과 무형에 따른 엔터티 종류

종류	설명
유형엔터티	- 업무에서 도출되며 지속적으로 사용되는 엔터티이다. - ex. 고객, 강사, 사원 등
개념엔터티	- 물리적 형태가 없으며 개념적으로 사용되는 엔터티이다 - ex. 거래소 종목, 코스닥 종목, 생명보험 상품
사건엔터티	- 비즈니스 프로세스를 실행하면서 생성되는 엔터티이다. - ex. 주문, 체결, 취소주문, 수수료 청구 등

발생 시점에 따른 엔터티 종류

종류	설명
기본 엔터티	- 키 엔터티라고도 한다. - 다른 엔터티로부터 영향을 받지 않고 독립적으로 생성되는 엔터티이다. - ex. 고객, 상품, 부서 등
중심 엔터티	- 기본 엔터티와 행위 엔터티의 중간에 있는 것이다. - 즉, 기본 엔터티로부터 발생되고 행위 엔터티를 생성하는 것이다. - ex. 계좌, 주문, 취소, 체결 등
행위 엔터티	- 2개 이상의 엔터티로부터 발생된다. - ex. 주문 이력, 체결 이력 등

5. 속성 (Attribute)

1) 속성

속성은 엔터티가 가지는 항목이다.
인스턴스의 구성요소이고 의미적으로 더 이상 분리되지 않는 단위이다.

2) 특징

속성은 업무에서 관리되는 정보이다.
속성은 하나의 값만 가진다.
주 식별자에게 함수적으로 종속된다. 즉, 기본키가 변경되면 속성의 값도 변경된다.

(기출) 속성명을 부여할 때 서술식 속성명을 사용할 수 있다. (X)
(기출) 하나의 속성은 여러 개의 속성 값을 가져야 한다. (X)
(기출) 한 개의 엔터티에는 한 개의 속성을 가질 수 있다. (X)

3) 속성의 종류

분해 여부에 따른 속성의 종류

종류	설명
단일 속성	- 하나의 의미로 구성된 것으로 회원ID, 이름 등이다.
복합 속성	- 여러 세부 속성들로 구성 - ex. 주소 = 시 + 구 + 동 + 번지
다중값 속성	- 속성에 여러 개의 값을 가질 수 있는 것으로 예를 들어 상품 리스트가 있다. - 다중값 속성은 엔터티로 분해된다.

특성에 따른 속성의 종류

종류	설명
기본 속성	- 비즈니스 프로세스에서 도출되는 본래의 속성이다. - ex. 회원ID, 이름, 계좌번호, 주문 일자 등
설계 속성	- 데이터 모델링 과정에서 발생되는 속성이다. - 유일한 값을 부여한다. - ex. 상품 코드, 지점 코드 등
파생 속성	- 다른 속성에 의해서 만들어지는 속성이다. - ex. 합계, 평균 등

cf. 도메인
- 도메인은 속성이 가질 수 있는 값의 범위이다.
- 속성명과 도메인명이 반드시 동일할 필요는 없다.
- 릴레이션에서 모든 속성들의 도메인은 원자적(Atomic)이어야 한다.
  (원자적 도메인 :도메인의 원소가 더 이상 나누어질 수 없는 단일체일 때를 의미한다.)
- ex. 성별이라는 속성의 도메인은 남자와 여자이다

6. 관계 (Relationship)

1) 관계

관계는 엔터티 간의 관련성을 의미하며 존재 관계와 행위 관계로 분류된다.

2) 종류

존재 관계 : 엔터티 간의 상태. ex. 포함한다, 소속된다.
행위 관계 : 엔터티 간에 어떤 행위가 있는 것

3) 관계 차수 (Cardinality)

두 개의 엔터티 간에 관계에 참여하는 수를 의미한다. ex. 1:1, 1:M, M:N
관계 선택사양 : 필수적 관계, 선택적 관계

7. 식별자

1) 식별자

엔터티를 대표할 수 있는 유일성을 만족하는 속성이다.
ex. 회원ID, 계좌번호, 주민등록번호, 외국인등록번호, 여권번호 등

2) 주식별자 (기본키, Primary key)

최소성 : 주식별자를 구성하는 속성의 수는 유일성을 만족하는 최소의 수
대표성 : 주식별자는 엔터티를 대표할 수 있어야 함.
유일성 : 주식별자에 의해 엔터티 내의 모든 인스턴스들이 유일하게 구분됨
불변성 : 주 식별자는 자주 변경되지 않아야 한다.
존재성 : Null일 수 없다.

(기출) 해당 업무에서 자주 이용되는 속성을 주식별자로 지정한다 (O)
(기출) 복합으로 주식별자를 구성할 경우 너무 많은 속성이 포함되지 않도록 한다 (O)
(기출) 지정된 주식별자의 값은 변경될 수도 있다. (O)

키의 종류

데이터베이스 키	설명
기본키 (Primary key)	- 후보키 중에서 엔터티를 대표할 수 있는 키이다.
후보키 (Candidate key)	- 후보키는 유일성과 최소성을 만족하는 키이다.
슈퍼키 (Super key)	- 슈퍼키는 유일성을 만족하지만 최소성을 만족하지 않는 키이다.
대체키 (Alternate key)	- 대체키는 여러 개의 후보키 중에서 기본키를 선정하고 남은 키이다.
외래키 (Foreign key)	- 하나 혹은 다수의 다른 테이블의 기본 키 필드를 가리키는 것으로 참조 무결성 (Referential Integrity)을 확인하기 위해서 사용되는 키이다. - 즉, 허용된 데이터 값만 데이터베이스 저장하기 위해서 사용된다.

3) 식별자의 종류

종류		설명
대표성 여부	주식별자	- 유일성과 최소성을 만족하면서 엔터티를 대표하는 식별자 - 엔터티 내에서 각 어커런스를 구분할 수 있는 구분자 - 다른 엔터티와 참조 관계로 연결될 수 있다.
대표성 여부	보조 식별자	- 유일성과 최소성은 만족하지만 대표성은 만족하지 못하는 식별자이다. - 엔터티 내에서 각 어커런스를 구분할 수 있는 구분자이나 대표성을 가지지 못해 참조관계 연결을 못함.
스스로 생성 여부	내부 식별자	- 엔터티 내부에서 스스로 생성되는 식별자 - ex. 부서코드, 주문번호, 종목코드 등
스스로 생성 여부	외부 식별자	- 다른 엔터티와의 관계로 인하여 만들어지는 식별자 - ex. 계좌 엔터티에 회원 ID
속성의 수	단일 식별자	- 하나의 속성으로 구성 - ex. 고객 엔터티에 회원 ID
속성의 수	복합 식별자	- 두개 이상의 속성으로 구성
대체 여부	본질 식별자	- 업무로부터 만들어지는 식별자
대체 여부	인조 식별자	- 인위적으로 만들어지는 식별자 (본질 식별자가 복잡한 구성)

4) 식별 관계와 비식별 관계

식별 관계 : 자식 엔터티의 주식별자로 부모엔터티의 주식별자가 상속
비식별자 관계 : 부모엔터티의 주식별자가 자식 엔터티의 일반 속성으로 상속
- 부모엔터티 없는 자식엔터티가 생성될 수 있는 경우
- 엔터티 별로 생명주기를 다르게 돤리할 경우 → 부모엔터티가 자식엔터티만 남겨두고 소멸
- 별도의 관계를 가지는 엔터티들을 하나로 통합한 경우
식별자 관계로만 설명할 경우 문제점 : 주식별자의 속성 수가 많아지는 엔터티 생김
비식별자관계로만 설정할 경우 문제점 : SQL 문에 많은 조인이 걸리게 되고 그에 따라 복잡성이 증가하고 성능이 저하