[데이터베이스] DB 관계 데이터 모델(Relational Data Model) 완전 정리

 

5장: 관계 데이터 모델(Relational Data Model) 완전 정리

데이터베이스의 논리적 설계를 이해하려면 관계 데이터 모델(Relational Data Model)에 대한 이해가 필수입니다. 이 장에서는 릴레이션(Relation)의 기본 구성 요소부터 다양한 키의 역할, 무결성 제약 조건까지 체계적으로 정리합니다.

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1. 관계 데이터 모델이란?

관계 데이터 모델은 현실 세계의 개념적 구조를 논리적인 구조로 표현한 데이터베이스 모델입니다. 주요 특징은 모든 데이터를 릴레이션(Relation), 즉 2차원 테이블의 형태로 저장한다는 점입니다.

각 릴레이션은 하나의 개념 또는 엔터티를 표현하며, 해당 릴레이션의 각 행(투플)은 실제 데이터를 의미합니다.

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2. 관계 데이터 모델의 기본 용어

• 속성(Attribute) : 테이블의 열(Column), 하나의 특성
• 투플(Tuple) : 테이블의 행(Row), 하나의 레코드
• 도메인(Domain) : 속성이 가질 수 있는 값들의 집합 (예: 성별 → {남, 여})
• 널(Null) : 값이 존재하지 않음을 의미
• 차수(Degree) : 릴레이션이 가진 속성(열)의 개수
• 카디널리티(Cardinality) : 릴레이션에 저장된 투플(행)의 수

3. 릴레이션의 구성 요소

• 릴레이션 스키마: 릴레이션의 구조(속성명, 도메인 등) → 정적
• 릴레이션 인스턴스: 실제 저장된 데이터 집합(투플) → 동적

→ 데이터베이스 스키마는 릴레이션 스키마들의 모음이고,
데이터베이스 인스턴스는 그 시점에 저장된 데이터들의 집합입니다.

4. 릴레이션의 특성

• 투플의 유일성: 동일한 투플(행)이 존재할 수 없음
• 투플의 무순서: 테이블의 행 순서에는 의미 없음
• 속성의 무순서: 열의 순서도 의미 없음
• 원자성(Atomicity): 각 속성에는 더 이상 나눌 수 없는 원자 값만 저장

원자성이 깨지면 정규화 과정에서 문제가 발생할 수 있습니다. 예: "주소"에 시/구/동이 함께 저장되어 있으면 정규화를 어렵게 만듭니다.

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5. 키(Key)의 개념과 종류

키는 릴레이션 내에서 각 투플을 유일하게 식별하기 위해 사용됩니다. 키는 다음과 같은 조건을 만족해야 합니다.

• 유일성: 모든 투플을 고유하게 식별해야 함
• 최소성: 불필요한 속성을 포함하지 않아야 함

키의 종류

• 슈퍼키(Super Key): 유일성만 만족하는 속성의 집합
• 후보키(Candidate Key): 유일성과 최소성 모두 만족
• 기본키(Primary Key): 후보키 중 대표로 선택된 키 (밑줄로 표시)
• 대체키(Alternate Key): 기본키로 선택되지 않은 후보키
• 외래키(Foreign Key): 다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 키

기본키의 조건

• 고유한 값
• NULL 값 불가
• 자주 변경되지 않음
• 최대한 적은 수의 속성으로 구성

외래키는 동일 릴레이션 안의 기본키를 참조할 수도 있으며, NULL 값이 허용되기도 합니다.

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6. 무결성 제약조건

데이터의 정확성과 신뢰성을 유지하기 위해 무결성 제약조건(Integrity Constraints)이 필요합니다. 이 조건들은 데이터 입력, 수정, 삭제 시 데이터의 일관성을 유지합니다.

① 개체 무결성 제약(Entity Integrity)

기본키에 대한 제약

• 삽입: 기본키 값은 반드시 존재하고 중복되지 않아야 함
• 수정: 기존 기본키를 NULL 또는 중복된 값으로 수정 불가
• 삭제: 삭제는 자유롭게 가능

② 참조 무결성 제약(Referential Integrity)

외래키에 대한 제약

• 삽입: 외래키 값은 참조하는 릴레이션의 기본키 값 중 하나여야 함
• 수정: 외래키 값을 변경할 경우 참조 릴레이션에 존재하는 값이어야 함
• 삭제: 기본키를 삭제할 경우 이를 참조하는 외래키가 존재하면 오류 발생하거나 CASCADE 처리가 필요

무결성 제약조건이 없다면 잘못된 데이터가 저장될 수 있으며, 이는 시스템 전반의 오류로 이어질 수 있습니다.

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🔍 핵심 요약

• 관계형 데이터 모델은 데이터를 2차원 테이블 형태로 표현
• 릴레이션은 속성, 투플, 도메인 등으로 구성되며 고유성과 원자성 등의 특성을 가짐
• 키는 투플을 고유하게 식별하기 위해 필수적이며 여러 종류가 있음
• 무결성 제약조건은 데이터의 일관성과 신뢰성을 보장

다음 장에서는 정규화(Normalization)를 통해 데이터 중복을 제거하고, 관계형 데이터 구조를 최적화하는 기법을 살펴보겠습니다!