💾[Database] DBMS의 개요.

1️⃣ 데이터베이스의 정의와 특징.

• 데이터베이스는 여러 사용자나 응용 프로그램이 공유하고 동시에 접근 가능한 ‘데이터의 집합’이라고 정의할 수 있습니다.
• 그리고 DBMS(DataBase Management System)는 이러한 데이터베이스를 관리.운영하는 소프트웨어입니다.
• 일반적으로 사용하는 MS의 엑셀 같은 프로그램은 데이터의 집합을 다루기 때문에 DBMS와 비슷해 보이지만, 대용량 데이터를 관리하거나 여러 명의 사용자가 공유하는 것은 아니므로 DBMS라고 부르지 않습니다.
• 데이터베이스는 ‘데이터의 저장 공간’ 자체를 의미하기도 합니다.
• MySQL에서는 데이터베이스를 자료가 저장되는 디스크 공간(주로 파일로 구성됨)으로 취급합니다.
• DBMS는 데이터베이스를 관리하는 역할을 하는 소프트웨어입니다.
• 여러 사용자나 응용 프로그램은 DBMS가 관리하는 데이터에 동시에 접속하여 데이터를 공유합니다.
  • 즉, DBMS에서는 데이터베이스에서 사용되는 데이터가 집중 관리됩니다.

DBMS 또는 데이터베이스의 중요한 특징.

• 데이터 무결성.
  • 데이터베이스 안의 데이터는 어떤 경로를 통해 들어왔든 오류가 있어서는 안 되는데 이를 무결성(Integrity)이라고 합니다.
  • 무결성을 지키기 위해 데이터베이스는 제약 조건(constraint)을 따릅니다.
    • 예를 들어 학생 데이터에서 모든 학생은 학번이 반드시 있어야 하고 학번이 중복되면 안 된다는 제약 조건을 생각해봅시다.
    • 이 제약 조건을 충실히 지킨다면 학번으로도 학생 데이터에서 학생을 정확히 찾을 수 있습니다.
      • 즉, 학번은 무결한 데이터를 보장하는 요소이며, 자동 발급기로 성적 증명서나 재학 증명서를 뗄 떼 학번만 조회해도 정확한 자료를 출력할 수 있습니다.
• 데이터의 독립성.
  • 데이터베이스의 크기를 변경하거나 데이터 파일의 저장소를 변경하더라도 기존에 작성된 응용 프로그램은 전혀 영향을 받지 않습니다.
    • 즉 데이터베이스와 응용 프로그램은 서로 의존적인 관계가 아니라 독립적인 관계입니다.
      • 예를 들어 데이터베이스가 저장된 디스크가 새것으로 변경되어도 기존에 사용하던 응용 프로그램은 아무런 변경 없이 계속 사용할 수 있습니다.
• 보안.
  • 데이터베이스 안의 데이터는 아무나 접근할 수 있는 것이 아니라 데이터를 소유한 사람이나 데이터에 접근이 허가된 사람만 접근할 수 있습니다.
  • 또한 같은 데이터에 접근할 때도 사용자의 계정에 따라서 각각 다른 권한을 갖습니다.
  • 최근 들어 고객 정보 유출 사고가 빈번하여 보안(Security)은 데이터베이스에서 더욱 중요한 이슈가 되고 있습니다.
• 데이터 중복 최소화.
  • 데이터베이스에서는 동일한 데이터가 여러 군데 중복 저장되는 것을 방지합니다.
    • 학교를 예로 들면, 학생 정보를 이용하는 교직원들(학생처, 교무처, 과사무실 등)이 각 직원마다 별도의 엑셀 파일로 학생 정보를 관리하면 한 명의 학생 정보가 각각의 엑셀 파일에 중복 저장됩니다.
    • 그러나 데이터베이스에 통합하여 관리하면 하나의 테이블에 데이터를 저장한 후 응용 프로그램마다 이를 공유하여 사용할 수 있어 데이터의 중복을 최소화할 수 있습니다.
• 응용 프로그램 제장 및 수정 용이.
  • 기존 파일 시스템에서는 각각의 파일 포맷에 맞춰 응용 프로그램을 개발했습니다.
  • 그러나 데이터베이스를 이용하면 통일된 방식으로 응용 프로그램을 작성할 수 있고 유지.보수 또한 쉽습니다.
• 데이터의 안전성 향상.
  • 대부분의 DBMS는 데이터 백업/복원 기능을 제공합니다.
    • 따라서 데이터가 손상되는 문제가 발생하더라도 원래의 상태로 복원 또는 복구할 수 있습니다.

2️⃣ DBMS의 분류.

• DBMS는 크게 계층형(Hierarchical), 망형(network), 관계형(relational), 객체지향형(object-oriented), 객체관계형(object-relational)으로 분류됩니다.
• 현재는 관계형 DBMS(Relational DBMS)가 가장 많이 사용되며, 일부 멅티미디어 분야에서는 객체지향형(object-oriented)나 객체관계형(object-relational) DBMS가 활용되기도 합니다.
• MySQL을 비롯해 Oracle, DB2, SQL Server, Access 등은 모두 관계형 DBMS입니다.

계층형 DBMS(Hierarchical DBMS)

• 1960년대에 처음 등장한 DBMS 개념입니다.

• 위 그림에서 보듯이 각 계층이 트리 형태를 띠고 1:N 관계를 갖습니다.
  • 예를 들어 사장 1명에 부서 3개가 연결되어 있는 구조가 계층형 구조입니다.
• 계층형 DBMS는 구축한 후 구조를 변경하기가 상당히 까다롭고, 주어진 상태에서 검색은 빠르지만 접근의 유연성이 부족하여 임의 검색 시 어려움이 있는 것이 단점입니다.

망형 DBMS(Network DBMS)

• 망형 DBMS는 계층형 DBMS의 문제점을 개선하기 위해 1970년대에 시작되었습니다.
• 망형 DBMS에서는 1:1, 1:N, N:M(다대다) 관계가 지원되어 효과적이고 빠른 데이터 추출이 가능합니다.
• 그러나 계층형 DBMS와 마찬가지로 매우 복잡한 내부 포인터를 사용하고 프로그래머가 모든 구조를 이해해야만 프로그램을 작성할 수 있다는 단점이 여전히 존재합니다.

관계형 DBMS

• 관계형 DBMS(Relational DBMS)는 1969년 에드거 F.코드(Edgar F.Codd)가 수학 모델에 근거하여 고안했습니다.
• 관계형 DBMS의 핵심개념은 ‘데이터베이스는 테이블(table)이라는 최소 단위로 구성되어 있으며, 이 테이블은 하나 이상의 열(Column)로 구성되어 있다’는 것입니다.

• 관계형 DBMS에서는 모든 데이터가 테이블에 저장됩니다.
• 테이블이라는 구조는 관계형 DBMS의 가장 기본적이고 중요한 구성으로, 테이블을 잘 이해하면 관계형 DBMS의 기본적인 것을 이해했다고 말할 수 있습니다.
• 테이블은 데이터를 효율적으로 저장하기 위한 구조입니다.
• 관계형 DBMS에서는 데이터를 하나가 아닌 여러 개의 테이블에 나누어 저장하므로 불필요한 공간의 낭비를 줄이고 데이터 저장의 효율성을 보장합니다.
  • 이렇게 나뉜 테이블의 관계를 기본키(Primary Key, PK)와 외래키(Foreign Key, FK)를 사용하여 맺음으로써 두 테이블을 부모와 자식 관계로 묶습니다.
  • 그리고 부모와 자식 관계로 연결된 테이블을 서로 조합하여 원하는 결과를 얻을 수 있는데, 이때 SQL(Structured Query Language, 구조화된 질의 언어)의 조인(join) 기능을 이용합니다.

TIP: 테이블은 릴레이션(Relation), 엔티티(Entity) 등으로 불립니다.

• 관계형 DBMS는 다른 DBMS에 비해 업무 변화에 따라 바로 순응할 수 있고 유지.보수 측면에서도 편리하다는 특징이 있습니다.
• 또한 대용량 데이터를 체계적으로 관리할 수 있고 데이터의 무결성도 잘 보장됩니다.
  • 따라서 동시에 접근하는 여러 응용 프로그램을 사용할 때 관계형 DBMS는 적절한 선택이 될 수 있습니다.
• 관계형 DBMS의 단점으로는 시스템 자원을 많이 차지하여 시스템이 전반적으로 느려진다는 것을 꼽을 수 있습니다.
  • 그러나 최근에는 하드웨어의 급속한 발전으로 이러한 단점이 많이 보완되고 있습니다.

3️⃣ SQL의 개요

• SQL은 관계형 데이터베이스에서 사용되는 언어로 ‘에스큐엘’ 또는 ‘시퀄’이라고 읽습니다.
• 관계형 DBMS(그중에서도 MySQL)를 배우려면 SQL을 익히는 것이 필수입니다.
• SQL은 데이터베이스를 조작하는 ‘언어’로, 일반적인 프로그래밍 언어(C, C++, Java, C# 등)와 다른 특성을 가지고 있다.

SQL의 특징.

• DBMS 제작 회사와 독립적입니다.
  • 모든 DBMS 제작 회사에 표준 SQL이 공개되어 각 회사는 이 표준 SQL에 맞춰 DBMS를 개발합니다.
  • 따라서 SQL은 대부분의 DBMS 제품에서 공통적으로 호환됩니다.
• 다른 시스템으로의 이식성이 좋습니다.
  • SQL은 서버용, 개인용, 휴대용 장비 등 운영되는 DBMS마다 상호 호환성이 뛰어납니다.
  • 한 시스템에서 사용하던 SQL을 다른 시스템으로 이식하는 데 큰 문제가 없습니다.
• 표준이 계속 발전합니다.
  • SQL은 SQL-86, SQL-89, SQL-92, SQL:1999, SQL:2003, SQL:2008, SQL:2011 등으로 개선된 표준안이 계속 발표되었으며, 지금도 개선된 안이 꾸준히 연구되고 있습니다.
• 대화식 언어입니다.
  • 기존 프로그래밍 언어는 프로그램 작성, 컴파일 및 디버깅, 실행 과정을 거쳐야만 그 결과를 확인할 수 있지만 SQL은 바로 질의하고 결과를 얻는 대화식 언어입니다.
• 클라이언트/서버 구조를 지원합니다.
  • SQL은 분산형 구조인 클라이언트/서버 구조를 지원합니다.
  • 클라이언트에서 질의를 하면 서버에서 그 질의를 받아 처리하여 클라이언트에 전달하는 구조입니다.

• SQL을 사용할 때 주의할 점은, 모든 DBMS 제품의 SQL 문이 완벽하게 동일하지는 않다는 것입니다.
• 많은 회사가 되도록 표준 SQL을 준수하려고 노력하지만 각 회사의 DBMS마다 특징이 있기 때문에 현실적으로 완전히 통일되기는 어렵습니다.
• 각 회사는 가급적 표준 SQL을 지키면서도 자신의 제춤에 특화된 SQL을 사용합니다.
  • 이를 오라큰에서는 PL/SQL, SQL Server에서는 T-SQL이라 부르고 MySQL에서는 그냥 SQL이라 일컫습니다.

• 위 그림과 같이 각 회사의 제품은 모두 표준 SQL을 공통으로 사용하면서 자기 제품의 특성에 맞춘 호환되지 않는 SQL 문도 사용합니다.