[SQLD] 데이터 모델링의 이해

해당 시리즈는 SQL 개발자(SQLD) 자격증 공부 내용을 정리합니다.

데이터 모델링

데이터 모델링이란 복잡한 현실 세계를 데이터베이스로 표현하기 위해서 추상화, 단순화, 명화학하는 과정을 의미한다.

데이터 모델링 특징

• 추상화: 현실세계를 간략하게 표현
• 단순화: 누구나 이해할 수 있게 표현
• 명확화: 애매한 의미 제거

데이터 모델링 단계

• 개념적 모델링: 전사관점, 업무측면에서 모델링, 추상화 진행
• 논리적 모델링: 식별자 정의, 관계, 속성 표현, 재사용성을 위한 정규화 진행
• 물리적 모델링: DBMS에 실제 데이터 생성

데이터 모델링 관점

• 데이터: 사용되는 데이터 구조분석, 정적분석
• 프로세스: 수행하는 작업 시나리오 분석, 동적 분석
• 데이터+프로세스: CRUD(Create, Read, Update, Delete) 분석

ERD(Entity Relationship Diagram)

엔터티 간의 관계 표기법

엔터티란?
업무에서 관리해야 하는 데이터 집합. 보통 고객의 비즈니스 프로세스에서 추출

ERD 작성 절차

1. 엔터티 도출
2. 엔터티 배치
3. 엔터티 간의 관계 설정
4. 엔터티 간의 관계명 서술
5. 엔터티 간의 관계 참여도 표현
6. 엔터티 간의 관계 필수 여부를 표현

3층 스키마

데이터 독립성을 위해 사용자, 설계자, 개발자가 바라보는 관점에 따라 데이터베이스를 기술하는 방법.

• 사용자: 외부스키마(업무살 관련 데이터 접근. 응용 프로그램 -> 데이터)
• 설계자: 개념스키마(전체 DB 내 구조 설계. 통합 DB 구조 설계)
• 개발자: 내부스키마(DB 물리적 저장구조. 레코드, 칼럼, 인덱스 정리)

데이터 독립성

• 논리적 독립성: 개념스키마 변경이 외부 스키마에 영향을 주지 않는 것
• 물리적 독립성: 내부스키마 변경이 개념 스키마에 영향을 주지 않는 것

데이터 독립의 장점

1. 복잡도 축소
2. 중복제거 가능
3. 사용자 요구사항 변경에 따른 대응 가능
4. 관리 및 유지보수 비용 축소

엔터티

고객의 비즈니스 프로세스에서 관리되어야 하는 정보를 추출

엔터티 특징

특징	설명
식별자	고유값 칼럼 필요
인스턴스 집합	인스턴스는 2개 이상
속성	반드시 속성 보유
관계	다른 엔터티와 최소 1개 이상의 관계 필요
업무	관리되어야 하는 집합

엔터티 종류

• 유형/무형

종류	설명	예시
유형 엔터티	물리적 형태 존재. 업무에서 사용되는 엔터티	고객, 사원
개념 엔터티	물리적 형태 미존재	거래소 종목, 코스닥 종목
사건 엔터니	비즈니스 상에서 생성	주문, 취소, 수수료 청구

• 발생시점

종류	설명	예시
기본 엔터티	키 엔터티. 독립적으로 생성됨	고객, 사원
중심 엔터티	기본과 행위 중간에 위치	주문, 로그인
행위 엔터티	2개 이상의 엔터티로부터 발생	주문이력, 로그인이력

속성(Attribute)

엔터티의 요건 중 하나.

속성의 특징

• 하나의 값만 보유
• 업무에서 관리되는 정보
• 기본키가 변경되면 속성의 값도 변경(주식별자에게 함수적으로 종속)

속성의 종류

• 분해여부

종류	설명	예시
단일속성	하나의 의미로 구성된 것(1값:1의미)	회원ID,이름
복합속성	여러개의 의미를 보유(1값:N의미)	주소(시군동)
다중값속성	여러개의 값, 의미를 보유(N값:N의미)	상품리스트

• 특성

종류	설명	예시
기본속성	비즈니스 프로세스에서 도출되는 본래의 속성	회원ID
설계속성	데이터 모델링 관점에서 발생하는 속성	상품코드
파생속성	다른 속성에 의해 생성되는 속성	합계, 평균

도메인

속성이 가질 수 있는 값의 범위. 예로 성별이라는 속성이 가질 수 있는 도메인은 남성/여성이다.

관계(Relationship)

엔터티 간의 관련성을 의미

• 분류

종류	설명	예시
존재관계	엔터티 간 상태를 표현	회원가입 -> 관리점 할당 -> 관리점에서 고객관리
행위관계	엔터티 간 행위에 대한 관련성 표현	계좌개설 -> 주문 발주

관계 차수(Cardinality)

두 엔터티 간에 관계에 참여하는 수를 의미.

관계 차수 종류

종류	설명	예시
1대1 관계	완전 1대1 관계와 선택적 1대1 관계로 나눠진다.	고객:고객등급
1대N 관계	엔터티 1행에 여러개의 값이 있는 관계	고객:계좌
M대N 관계	2개의 엔터티가 서로 여러개의 값을 가진 관계	학생:수업

• M대N 관계의 조인은 카테시안 곱이 발생하기에 1대1 관계, 1대N 관계로 변경해야 한다. 예로 학생은 여러 개의 수업을 들을 수 있고, 수업 또한 여러 명의 학생이 신청할 수 있다. 이런 관계에서는 학생, 수업 2개의 엔터티를 생성하는 것보다 학생, 수강, 수업이라는 3개의 엔터티를 생성하는 것이 좋다.

• 필수적 관계는 O로 표현되고, 선택적 관계는 |로 표현된다.

식별 관계와 비식별 관계

종류	설명
식별 관계	- 독립적으로 존재할 수 있는 강한 개체 (다른 엔터티에 의존X) - 다른 엔터티와 관계를 가질 때 기본키를 공유 - 식별 관계로 표현 - 강한 개체의 값이 변경되면 식별관계에 있는 엔터티의 값도 변경된다.
비식별 관계	강한 개체의 기본키를 일반 칼럼으로 관계를 받는 가지는 것

엔터티 식별자

엔터티를 대표할 수 있는 유일성을 만족하는 속성.

주식별자(기본키)

• 요건: 최소성, 대표성, 유일성, 불변성

• 키의 종류

종류	설명
기본키	후보키 중 엔터티를 대표하는 키
후보키	유일성과 최소성을 만족하는 키
슈퍼키	유일성은 만족하지만 최소성을 만족하지 않는 키
대체키	여러 개의 후보키 중에서 기본키를 제외한 남은 키
외래키	키본키 필드를 가리키는 것으로 참조무결성을 확인하기 위해 사용

식별자의 종류

• 대표성 여부

종류	설명
주식별자	엔터티를 대표하는 식별자, 참조관계로 연결
보조 식별자	유일성과 최소성은 만족하지만 대표성을 만족하지 못하는 식별자

• 생성 여부

종류	설명	예시
내부 식별자	엔터티 내부에서 스스로 생성하는 식별자	부서코드, 주문번호 등
외부 식별자	다른 엔터티와의 관계로 인해 생성되는 식별자	계좌엔터티의 회원 ID

• 속성의 수

종류	설명
단일 식별자	하나의 속성으로 구성
복합 식별자	두 개 이상의 속성으로 구성

• 대체 여부

종류	설명
본질 식별자	비즈니스 프로세스에서 만들어지는 식별자
인조 식별자	인위적으로 만들어지는 식별자