[데이터베이스및실습] 데이터베이스 관리 시스템

데이터베이스 관리 시스템의 개요

데이터베이스의 정리

관련 있는 데이터들의 집합(운영,통합,저장,공유)

데이터베이스 관리 시스템(Database Management System)

• 데이터베이스를 생성 및 관리해 주는 기능을 제공하는 소프트웨어 패키지/시스템
• 데이터베이스와 응용 프로그램 사이의 중계자로써 모든 사용자와 응용 프로그램들이 데이터베이스를 공유할 수 있도록 지원해 주는 범용 목적의 소프트웨어 시스템

데이터베이스 시스템

데이터베이스, 데이터베이스 관리 시스템(DBMS), 데이터베이스 시스템을 혼용해서 사용

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데이터베이스 관리 시스템의 기능

데이터 정의 기능

• 여러 사용자의 데이터를 통합하여 저장하고 공유할 수 있도록 데이터 모델에 따라 정의하는 기능
• 다양한 응용 프로그램과 데이터베이스가 서로 인터페이스 할 수 있는 방법을 제공

데이터 조작 기능

• 사용자와 데이터베이스 간의 의사소통의 수단
• 데이터베이스의 접근 및 조작(삽입, 삭제, 변경 및 검색)
• 사용자가 사용하기 쉽고, 원하는 처리를 자연스럽게 표현할 수 있어야 함

데이터 제어 기능

• 데이터베이스의 내용을 일관되고 정확하게 유지할 수 있는 기능
• 데이터 일관성(Consistency)과 무결성(Integrity), 보안(Security)을 유지하는 기능

1. 백업과 파손 회복(Recovery)

2. 인증(Authorization)과 보안(Security)

3. 병행 제어(Concurrency Control)

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데이터베이스 관리 시스템의 발전

IDS(Integrated Data Store)

• 최초의 범용 목적의 DBMS
• 1960년대 초 GE의 Charles Bachman에 의하여 제시
• 논리적 데이터 모델로 네트워크 데이터 모델(Network Data Model) 기반(현재는 관계형 데이터 모델)
• 데이터 모델을 명시할 수 있는 데이터 구조도를 제안

IMS(Information Management System) DBMS

• 1960년 후반 IBM에서 제시
• 계층 데이터 모델이라는 또 다른 데이터 표현의 기반이 됨

제 1세대 DBMS

• 1970년대 대형 컴퓨터 제조사들이 모두 자사의 DBMS를 제작, 판매하기 시작함
• 네트워크 모델, 계층 모델에 기초를 둠

제 2세대 DBMS

• 1980년대 관계형 모델(Relational Data Model)에 기반한 DBMS들이 개발됨
• 대부분 DBMS는 하드웨어에 독립적으로 운영될 수 있게 됨
• Commercial DBMS : Oracle, DB2, Ingress, Sybase, Informix
• PC 기반 DBMS : MS-Access, dBase, FoxPro

제 3세대 DBMS

• 데이터 구조의 복잡성 증가 : Image, Video, 시공간 데이터 등

• 새로운 데이터 모델의 대두 (객체지향 데이터 모델 -> 객체지향 데이터베이스)

  이미지, 텍스트, 그래픽 같은 다양한 형태의 데이터 타입을 저장,관리하고 복잡한 질의를 처리할 수 있도록 DBMS의 기능이 확장됨

• 현재 : 객체 관계형 데이터베이스 관리 시스템

  2세대 DBMS + 3세대 DBMS => 객체 관계형 데이터베이스 관리 시스템(ORDBMS)

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데이터베이스 관리 시스템의 특징

데이터베이스 시스템의 구성 요소 중 하나

• 사용자의 요구를 입력 받아 조사 분석한 후 컴퓨터가 이해하는 형태로 변환하고 동일한 결과를 생성할 수 있는 동등한 표현식들을 생성
• 생성된 표현식 중 처리 효율이 가장 좋은 표현식을 선정하여 이를 수행하고 그 결과를 사용자에게 반환

데이터베이스의 구조

• 논리적 구조와 물리적 구조는 서로 대응 관계를 가짐으로써 동등성 유지 가능
• 데이터베이스를 사용하는 사용자와 데이터베이스를 저장 관리하는 시스템 간의 통신 수단이 됨

데이터 독립성(Data Independency) 제공

• DBMS의 궁극적인 목적
• 데이터의 논리적 구조나 물리적 구조가 변경되더라도 응용 프로그램이 영향을 받지 않는 것

• 데이터의 독립성은 데이터와 응용 프로그램과의 상호 의존성이 존재하지 않음
• 논리적 구조와 물리적 구조

논리적 데이터의 독립성

• 데이터베이스 관리 시스템이 하나의 논리적 데이터 구조를 가지고 여러 응용 프로그램들이 제각각 요구하는 다양한 형태의 논리적 구조로 사상시켜 지원해 줄 수 있는 능력
• 특징
  • 논리적 구조를 변경해도 응용 프로그램에는 영향을 주지 않음(내용에 의한 참조에 의하여 이루어짐)
  • 효율적인 응용 프로그램의 개발이 가능함

물리적 데이터의 독립성

• 데이터베이스는 하나의 구현된 물리적 구조로 여러 응용 프로그램을 지원해야 함
• 새로운 저장 장치의 개발이나 접근 방법의 개발로 성능 향상을 개선시키기 위하여 데이터의 물리적 구조를 변경시켜야 함(응용 프로그램에 영향을 주면 안됨)
• 물리적 구조가 바뀌어도 내용에 의한 참조로 인해 데이터를 주고 받기 때문에 응용프로그램에 영향을 주지 않음
• 응용 프로그램과 논리적 데이터 구조에 영향을 주지 않고 물리적 구조의 변경이 가능함 -> 다양한 저장 장치를 이용하여 데이터를 저장 및 이용이 가능함
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데이터베이스 관리 시스템의 구성 요소

3단계 데이터베이스

데이터베이스에 대한 사용자, 조직, 저장 장치에 따른 관점

스키마(Schema)

데이터베이스의 논리적 정의 즉, 데이터베이스의 구조와 제약 조건에 대한 명세(Specification)를 기술한 것

• 데이터 구조를 나타내는 개체
• 개체를 구성하는 속성
• 이들 간에 존재하는 관계에 대한 정의
• 이들이 유지해야 될 제약 조건

1. 외부 스키마 또는 서브 스키마(SubSchema)

• 사용자 또는 응용 관점에서의 데이터베이스 스키마
• 전체 데이터베이스의 논리적인 일부분

2. 개념 스키마 또는 스키마(Schema)

• 범조직 관점에서의 데이터베이스 스키마
• 모든 외부 스키마에 대한 통합된 스키마

3. 내부 스키마

• 저장장치 관점에서 정의한 데이터베이스 스키마

DBMS

• 목적 : 데이터 독립성
• 데이터 독립성의 구현 기법 : 각 단계별 스키마의 도표화(Mapping)

시스템 카탈로그(System Catalog)

• 데이터 사전(Data Dictionary) : 데이터베이스에 저장되어 있는 모든 데이터 개체들에 대한 정의나 명세에 관한 정보(즉, 스키마)를 유지/관리하는 시스템

시스템 데이터베이스 : 정보를 사용자가 사용하는 데이터베이스와는 별개의 데이터베이스에 저장
메타 데이터(Meta Data) : 시스템 데이터베이스에 저장된 데이터는 "데이터에 관한 데이터" 라는 의미

데이터베이스 언어

데이터베이스를 정의, 조작, 제어하기 위한 언어

DDL(Data Definition Language)

• 데이터베이스의 구조를 정의, 변경하기 위한 언어
• Create, Alter, Drop

DML(Data Manipulation Language)

• 데이터베이스의 변경, 처리를 위한 언어
• Insert, Delete, Update, Select

DCL(Data Control Language)

• 데이터베이스 관리를 위한 기능을 제공하는 언어
• Grant, Revoke, Commit, Rollback 등

컴퓨터 언어

데이터베이스 사용자

일반 사용자

• 비절차적 DML(SQL)을 통해서 데이터베이스에 접근

응용 프로그래머

• 일반 사용자를 위한 데이터베이스 기반 응용 프로그램을 개발하는 개발자
• 프로그램 언어와 비절차적 DML(SQL)을 통해서 데이터베이스를 접근

데이터베이스 관리자(DBA)

• 데이터베이스 시스템의 운영 관리에 대한 모든 책임을 지고 있는 사람
• DDL과 DCL를 통해서 데이터베이스를 정의하고 제어하는 사람
• 데이터베이스 설계자와 데이터베이스 관리자로 나누기도 함

데이터베이스 관리자의 업무

데이터베이스 설계와 운영

• 개체와 관계를 선정하고 저장 구조 및 접근 방법 설계
• 보안 및 권한 부여 정책, 데이터 유효성 검사 방법을 수립
• 백업 및 회복 절차 수립
• 데이터베이스 무결성 유지를 위한 대책 수립
• 시스템 성능 향상과 새로운 요구에 대응하기 위한 데이터베이스 튜닝 시행
• 시스템 카탈로그의 유지 관리

행정 관리 및 불만 해결

• 데이터의 표현이나 문서화 표준을 정하고 시행
• 사용자 요구나 불만을 청취 및 해결

시스템 감시 및 성능 분석

• 시스템 자원의 이용도, 병목 현상, 장비 및 시스템 성능 감시
• 종합적인 분석 진행
  • 데이터 접근 방법 및 저장 구조
  • 재구성의 요인이 되는 사용자의 요구 변화
  • 데이터 이용 추세 등에 대한 각종 통계