Class #05

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Class #05: 관계형 데이타베이스 이론(1)
in place March 29, 2002, lasted modified March 29, 2002, Working

관계 데이타 모델
1970년 IBM San Jose 연구소의 E.F. Codd가 제안한 집합론의 관계를 기반으로 한 데이타 모델

관계

집합에서의 관계

집합 X, Y 로 부터
두객체의 순서쌍으로서 <x,y> 처럼 고정된 순서를 가지며
집합 X 로 부터 집합 Y 로의 사상(Mapping) 이다.

데이타베이스에서의 관계

관계형 데이타베이스에서 모든 자료는 2차원 테이블로 관리된다.
테이블의 자료를 집합으로 간주하고 집합간의 연산을 관계연산으로 처리한다.
관계형 데이타 모델에서 관계(Relation)는 테이블을 의미한다.
관계는 튜플(Tupple)로 구성되며 Tuple은 속성값으로 구성되어 있다.
튜플은 서로 상이하며, Relation의 속성값은 원자값을 가진다.

속성과 도메인

속성 - 자료의 값을 기억하는 기억 단위
도메인 - 속성이 기억될 수 있는 값의 집합
도메인은 무결성(Integrity Constraint)를 위해 필요하며 자료값이 도메인에 속하지 않을 경우 오류가 발생한다.
튜플은 속성을 도메인으로 사상하는 함수이다.

관계 모델 표기

STUDENT Table 예

student_id name grade
10 Hyunsu Do A+
12 Sang Hun Lee B
14 Kwang Suk Kim C
20 Jong Woo Choi B

관계 스키마(Relational Schema)는 Relation 이름과 Relation을 구성하는 Attribute 이름의 집합
차수가 n인 관계 스키마 R(A1, A2, ... An)으로 표기한다.
예: STUDENT(student_id, name, grade), 차수=3 = 속성의 갯수
속성 An의 도메인은 D(An)으로 표시한다.
예: D(student_id)=INTEGER
관계 스키마 R(A1, A2, ... An)의 Relation Instance r은 n-투플들의 집합
r = {t1, t2, ... tm)
t1 = {10, Hyunsu Do, A+)
r 혹은 r(R)은 R을 정의하는 도메인들의 Cartesian Product의 부분집합이다.
한 Relation에 속한 속성을 지시할 때 . Notation을 사용하기도 한다.
예: student.student_id

관계 데이타 연산

파일 연산과 데이타베이스

파일 구조와 데이타베이스

물리적 데이타베이스 설계에서 데이타베이스 자료를 저장.관리하는 파일 사용 방법을 선택
heap - 파일에 특정 순서없이 자료 저장
sequencial - 특정 순서에 따라 자료 저장
balanced tree - 트리구조로 레코드를 디스크에 저장
hashing - 파일의 키 값으로 레코드의 주소결정

파일 연산 - 파일내의 검색, 수정, 삭제, 삽입 연사
집합 연산과 레코드 연산

집합 연산 - 순서와 반복을 허용하지 않음, 비절차 언어로 처리
레코드 연산 - 검색된 내용을 하나씩 처리하며 다음으로 진행, 절차적 언어로 처리, 현재 처리중인 내용을 보여주는 커서(Cursor) 존재
데이타베이스 응용 프로그램에서는 두가지 연산이 같이 사용

그림 5-1. 집합연산과 레코드 연산의 사용

비절차적 언어
SELECT * FROM STUDENT WHERE GRADE='A+'
절차적 언어
record_set = query_result
DO WHILE(recode_set.current = NULL)
PRINT (recode_set.current('student_name')
record_set.next()
LOOP

관계 대수와 관계 해석

대수

연산결과를 얻기 위해 처리 절차를 기술하는 연산 기법
대수(대수계, Algebraic System) 란 피연산자와 연산자 그리고 이들에 대한 연산규칙의 집합체

해석

해석이란 연산 결과를 기호로 정의하는 표기법

관계 대수 (Relational Algebra)
- 주어진 Relation으로부터 원하는 Relation을 얻기 위해 연산자와 연산규칙을 제공하는 언어
관계 해석 (Relational Calculus)
- 주어진 Relation으로부터 원하는 Relation을 정의하는 표기법을 제공하는 언어

관계 대수 연산

기본 관계 대수 연산자

구분 연산자 종류 연산자 기호 비고
관계연산자 셀렉트 주어진 Relation의 수평적 부분집합
프로젝트 주어진 Relation의 수직적 부분집합
조인 두 Relation의 수평적 합집합
집합연산자 합집합 U R U S = {t|t ㅌR V t ㅌ S}
교집합 n R n S = {t|t ㅌR ㅅ t ㅌ S}
차집합 - R - S = {t|t ㅌR ㅅ t 트 S}
카티션 프로덕트 X R X S = {r.s |r ㅌR ㅅs ㅌ S}

관계 대수 연산자 적용

그림 5-2. 관계대수 연산자 적용예

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Knowledge & Engineering Databases (c) copyright Namchul Do, 2002

student_id	name	grade
10	Hyunsu Do	A+
12	Sang Hun Lee	B
14	Kwang Suk Kim	C
20	Jong Woo Choi	B

구분	연산자 종류	연산자 기호	비고
관계연산자	셀렉트		주어진 Relation의 수평적 부분집합
	프로젝트		주어진 Relation의 수직적 부분집합
	조인		두 Relation의 수평적 합집합
집합연산자	합집합	U	R U S = {t\|t ㅌR V t ㅌ S}
	교집합	n	R n S = {t\|t ㅌR ㅅ t ㅌ S}
	차집합	-	R - S = {t\|t ㅌR ㅅ t 트 S}
	카티션 프로덕트	X	R X S = {r.s \|r ㅌR ㅅs ㅌ S}