DB | 논리적 데이터 모델링

논리적 데이터 모델링 강의를 보고 정리합니다.

목차

1. 데이터베이스 설계 단계
2. 개념적 데이터 모델링 결과
3. 논리적 설계
4. 릴레이션 스키마 변환 규칙
   • 규칙 1 - 모든 개체는 릴레이션으로 변환
   • 규칙 2 - 다대다 관계는 릴레이션으로 변환
   • 규칙 3 - 일대다 관계는 외래키로 표현
     • 규칙 3.1 - 일반적인 일대다 관계는 외래키로 표현
     • 규칙 3.2 - 약한 개체가 참여하는 일대다 관계는 외래키를 포함해 기본키 지정
   • 규칙 4 - 일대일 관계는 외래키로 표현
     • 규칙 4.1 - 일반적인 일대일 관계는 외래키를 서로 주고 받는다.
     • 규칙 4.2 - 필수적으로 참여하는 개체 릴레이션만 외래키를 받는다.
     • 규칙 4.3 - 모든 개체가 필수적으로 참여하면 릴레이션을 하나로 합친다.
   • 규칙 5 - 다중 값 속성은 릴레이션으로 변환
   • 기타 고려 사항
5. 릴레이션 변환 결과

데이터베이스 설계 단계

→ E-R 모델과 릴레이션 변환 규칙을 이용한 설계의 과정

설계 과정 중 오류 발견 시 이전 단계로 되돌아가 설계 내용을 변경할 수 있다.

→ 데이터베이스 설계 과정의 각 단계별 주요 작업과 결과물

개념적 데이터 모델링 결과

→ 요구 사항 명세서를 개념적 스키마로 작성한 결과

논리적 설계

목적

• DBMS에 적합한 논리적 스키마 설계
• 개념적 스키마를 논리적 데이터 모델을 이용해 논리적 구조로 표현
  → 논리적 모델링(데이터 모델링)

일반적으로 관계 데이터 모델을 많이 이용

결과물

• 논리적 스키마 : 릴레이션 스키마

주요 작업

• 개념적 설계 단계의 결과물인 E-R 다이어그램을 릴레이션 스키마로 변환
• 릴레이션 스키마 변환 후 속성의 데이터 타입, 길이, 널값 허용 여부, 기본 값, 제약조건 등을 세부적으로 결정하고 그 결과를 문서화시킴

릴레이션 스키마 변환 규칙

• 규칙 1

  → 모든 개체는 릴레이션으로 변환한다.

• 규칙 2

  → 다대다(n:m) 관계는 릴레이션으로 변환한다.

• 규칙 3

  → 일대다(1:n) 관계는 외래키로 표현한다.

• 규칙4

  → 일대일(1:1) 관계는 외래키로 표현한다.

• 규칙 5

  → 다중 값 속성은 릴레이션으로 변환한다.

변환 규칙을 순서대로 적용하되, 해당되지 않는 규칙은 제외한다.

규칙 1 - 모든 개체는 릴레이션으로 변환

E-R 다이어그램의 각 개체를 하나의 릴레이션으로 변환

• 개체의 이름 → 릴레이션 이름

• 개체의 속성 → 릴레이션의 속성

• 개체의 키 속성 → 릴레이션의 기본키

• 개체의 속성이 복합 속성인 경우, 복합 속성을 구성하고 있는 단순 속성만 릴레이션의 속성으로 변환

예시 1

→ 개체를 릴레이션으로 변환하는 규칙을 적용한 예

상품(상품번호, 상품명, 재고량, 단가)

예시 2 - 복합 속성 가지는 개체 변환

→ 복합 속성을 가지는 개체를 릴레이션으로 변환하는 예

규칙 1 적용 결과

개념적 데이터 모델링의 결과물인 E-R 다이어그램에서 상품, 제조업체, 회원, 게시글 개체에 규칙 1을 적용한다.

규칙 2 - 다대다 관계는 릴레이션으로 변환

E-R 다이어그램의 다대다 관계를 하나의 릴레이션으로 변환

• 관계의 이름 → 릴레이션 이름

• 관계의 속성 → 릴레이션의 속성

• 관계에 참여하는 개체를 규칙 1에 따라 릴레이션으로 변환 후 기본키를 관계 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정하고 외래키들을 조합해 관계 릴레이션의 기본키로 지정

예시

'주문'이라는 관계를 별도의 릴레이션으로 변환한다.

고객 개체의 키 속성인 고객번호, 상품 개체의 키 속성인 상품번호를 주문 릴레이션의 외래키로 표현한다. 이 외래키를 조합해 기본키로 사용한다.

또는 별도의 '주문번호'라는 기본키를 만들어 사용할 수도 있다.

규칙 2 적용 결과

개념적 데이터 모델링의 결과물인 E-R 다이어그램에서 상품, 회원 개체가 참여하는 주문 관계에 규칙 2를 적용한다.

규칙 3 - 일대다 관계는 외래키로 표현

E-R 다이어그램의 일대다 관계는 외래키로만 표현

• 규칙 3.1 일반적인 일대다 관계는 외래키로 표현

• 규칙 3.2 약한 개체가 참여하는 일대다 관계는 외래키를 포함해 기본키로 지정

규칙 3.1 - 일반적인 일대다 관계는 외래키로 표현

• 일대다(1:n) 관계에서 1측 개체 릴레이션의 기본키를 n측 개체 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정

• 관계의 속성들도 n측 개체 릴레이션에 포함

예) 교수 개체와 학생 개체가 지도라는 관계에 참여하는 경우(일대다 관계)

• 교수는 여러명의 학생을 지도한다.
• 한명의 학생은 한명의 교수에게 지도 받는다.

만약 교수(1측 개체) 릴레이션에 지도 학생을 외래키로 포함시키면 지도 학생은 다중 값을 가지게 된다.
→ 릴레이션 속성의 원자성 위배

따라서 n측 개체인 학생 릴레이션에 지도 교수라는 외래키를 포함시킨다.

규칙 3.1 예시

→ 일반적인 개체가 참여하는 일대다 관계를 외래키로 표현

규칙 3.2 - 약한 개체가 참여하는 일대다 관계는 외래키를 포함해 기본키 지정

• 일대다(1:n) 관계에서 1측 개체 릴레이션의 기본키를 n측 개체 릴레이션에 포함시켜 외래키로 지정

• 관계의 속성들도 n측 개체 릴레이션에 포함

• n측 개체 릴레이션은 외래키를 포함하여 기본키 지정
  → 약한 개체는 오너 개체에 따라 존재 여부가 결정되므로 오너 개체의 기본키를 이용해 식별

규칙 3.2 예시

→ 약한 개체가 참여하는 일대다 관계를 외래키로 표현

• 하나의 비행기에 여러개 좌석이 존재한다.
• 하나의 좌석은 하나의 비행기에 존재한다.

비행기 번호를 좌석 릴레이션의 기본키에 포함시킨다.

규칙 3 적용 결과

개념적 데이터 모델링의 결과물인 E-R 다이어그램에서 공급(상품, 제조업체 개체 참여), 작성(회원, 게시글 개체 참여) 관계에 규칙 3을 적용한다.

규칙 4 - 일대일 관계는 외래키로 표현

E-R 다이어그램의 일대일 관계는 외래키로만 표현

• 규칙 4.1 일반적인 일대일 관계는 외래키를 서로 주고 받는다.

• 규칙 4.2 일대일 관계에 필수적으로 참여하는 개체의 릴레이션만 외래키를 받는다.

• 규칙 4.3 모든 개체가 일대일 관계에 필수적으로 참여하면 릴레이션을 하나로 합친다.

규칙 4.1 - 일반적인 일대일 관계는 외래키를 서로 주고 받는다.

• 관계에 참여하는 개체 릴레이션들이 서로의 기본키를 주고 받아 외래키로 지정

• 관계의 속성들도 모든 개체 릴레이션에 포함

• 불필요한 데이터 중복이 발생할 수 있음

규칙 4.1 예시

→ 일반적인 일대일 관계를 외래키로 표현

규칙 4.2 - 필수적으로 참여하는 개체 릴레이션만 외래키를 받는다.

• 관계에 필수적으로 참여하는 개체 릴레이션에만 외래키를 포함

• 관계의 속성들은 관계에 필수적으로 참여하는 개체 릴레이션에 포함

규칙 4.2 예시

→ 일대일 관계에 필수적으로 참여하는 개체의 릴레이션이 외래키를 가지는 예

규칙 4.3 - 모든 개체가 필수적으로 참여하면 릴레이션을 하나로 합친다.

• 관계에 참여하는 개체 릴레이션들을 하나의 릴레이션으로 합쳐서 표현

• 관계의 이름을 릴레이션 이름으로 사용하고 관계에 참여하는 두 개체의 속성들을 관계 릴레이션에 모두 포함

• 두 개체 릴레이션의 키 속성을 조합해 관계 릴레이션의 기본키로 지정

규칙 4.3 예시

→ 일대일 관계에 모든 개체가 필수적으로 참여하면 릴레이션을 통합하는 예

규칙 5 - 다중 값 속성은 릴레이션으로 변환

E-R 다이어그램의 다중 값 속성은 독립적인 릴레이션으로 변환

• 다중 값 속성과 함께 그 속성을 가지고 있던 개체 릴레이션의 기본키를 외래키로 가져와 새로운 릴레이션에 포함

• 새로운 릴레이션의 기본키는 다중 값 속성과 외래키를 조합해 지정

예시

→ 다중 값 속성인 부하직원 속성을 그대로 포함하는 사원 릴레이션

사원 릴레이션은 속성에 다중 값을 저장할 수 없는 릴레이션 특성을 위반

→ 릴레이션 특성에 맞게 부하직원 속성을 포함하는 사원 릴레이션

사원 릴레이션은 릴레이션 특성을 위반하지 않지만 사원번호, 사원명, 직위 속성의 값이 불필요하게 중복 저장되는 문제 발생

→ 규칙 5를 적용한 후의 사원 릴레이션과 사원 - 부하직원 릴레이션

규칙 5에 따라 다중 값 속성을 독립적인 릴레이션으로 변환하면 불필요한 중복을 제거하면서도 릴레이션의 특성을 만족시킬 수 있다.

기타 고려 사항

• 모든 관계를 독립적인 릴레이션으로 변환할 수 있다.

  → 속성이 많은 관계는 유형에 상관없이 릴레이션으로의 변환을 고려할 수 있음

  
  

• 개체가 자기 자신과 관계를 맺는 순환 관계도 기본 규칙을 그대로 적용

  
  
  
  • 한명의 사원이 여러명의 부하사원을 관리한다.
  • 한명의 사원이 한명의 상사에게 관리된다.

릴레이션 변환 결과

개념적 데이터 모델링의 결과물인 E-R 다이어그램을 릴레이션으로 변환한 결과