[SQL 첫걸음] 33강. 관계형 모델

관계형 모델

관계형 데이터베이스는 관계형 모델(Relational Model)을 기반으로 작성된 데이터베이스입니다. 그러나 관계형 모델에서 사용하는 용어와 SQL의 용어가 완벽하게 일치하지는 않습니다.

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관계형 모델

• 관계형 모델(Relational Model)의 기본적인 요소는 관계, 릴레이션(Relation)입니다.
• 관계형 모델에서 이 릴레이션은 약간 다른 의미를 가집니다. 관계형 모델의 릴레이션은 SQL에서 말하는 테이블(Table)에 해당합니다.
• 관계형 모델의 릴레이션에는 몇 가지 속성(Attribute)이 있습니다.
• 이 속성은 속성 이름과 형 이름으로 구성됩니다.

속성은 SQL에서 말하는 열(Column)에 해당합니다.
그리고 튜플(Tuple)이 곧 SQL에서 말하는 행(Row)을 의미합니다.

튜플(Tuple), 다시 말해 행(Row)은 속성(Attribute)의 집합, 다시 말해 열(Column)의 집합으로 레코드(Record)라고도 부릅니다.

• 관계형 모델은 데이터 구조에 관해 정의합니다.
• 릴레이션은 결국 튜플의 집합이기 때문에 따라서 릴레이션에 대한 연산이 집합의 대한 연산에 대응된다는 이론을 관계대수(Relational Algebra)라 합니다.
• 이를 풀어서 설명하면 테이블은 결국 행들의 집합이기 때문에 테이블에 대한 연산이 결국 행에 대한 연산과 대응된다는 의미입니다.

이러한 관계대수의 기본 규칙은 다음과 같습니다.

• 하나 이상의 관계를 바탕으로 연산한다.
• 연산한 결과, 반환되는 것 또한 관계이다.
• 연산을 중첩 구조로 실행해도 상관없다.
• 하나씩 SQL과 비교하여 설명해보겠습니다.
• 앞서 살펴본 일대일, 일대다, 다대다 관계처럼 하나 이상의 관계를 바탕으로 연산합니다.
• UNION 명령, JOIN 명령을 통한 테이블 결합처럼 연산한 결과와 반환되는 것도 관계(Relation), 다시 말해 테이블입니다.
• 서브쿼리를 활용하여 연산을 중첩 구조로 실행할 수 있습니다.

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관계형 모델과 SQL

관계대수에서는 자주 사용될 것 같은 릴레이션의 연산 방법을 미리 규정합니다. SQL 명령과 한 번 비교해보겠습니다.

합집합

합집합(Union)은 릴레이션끼리의 덧셈을 의미합니다. SQL에서는 UNION에 해당합니다.

SELECT * FROM a UNION 
SELECT * FROM b

차집합

차집합(Difference)은 릴레이션끼리의 뺄셈을 의미합니다. SQL에서는 EXCEPT에 해당합니다.

SELECT * FROM a 
EXCEPT 
SELECT * FROM b

• 그러나 MySQL의 경우 EXCEPT 키워드가 존재하지 않기 때문에 아래와 같이 NOT EXISTS 키워드를 WHERE 구의 서브쿼리 조건으로 활용하여 차집합을 계산할 수 있습니다.

SELECT * FROM a WHERE NOT EXISTS ( SELECT * FROM b WHERE a.no = b.no )

교집합

교집합(Intersection)은 릴레이션끼리의 공통부분(교집합)을 의미합니다. SQL에서는 INTERSECT에 해당합니다.

SELECT * FROM a INTERSECT SELECT * FROM b

• 그러나 MySQL의 경우 INTERSECT 키워드가 존재하지 않기 때문에 아래와 같이 EXISTS 키워드를 WHERE 구의 서브쿼리 조건으로 활용하여 교집합을 계산할 수 있습니다.

SELECT * FROM a WHERE EXISTS ( SELECT * FROM b WHERE a.no = b.no )

곱집합

곱집합(Cartesian Product)은 릴레이션끼리의 대전표를 조합하는 연산을 의미합니다. SQL에서는 FROM 구에 복수의 테이블을 지정하거나 CROSS JOIN을 활용하여 계산할 수 있습니다.

-- FROM (복수 테이블)
SELECT * FROM a, b

-- CROSS JOIN
SELECT * FROM a CROSS JOIN b

선택

선택(Selection)은 튜플의 추출을 의미합니다. 제한이라고 불리기도 합니다.

• 튜플은 앞서 SQL에서는 행을 의미한다고 언급했습니다.
• 따라서 SQL에서는 WHERE 구에 조건을 지정해 데이터를 검색(SELECT)하는 것에 해당합니다. 예시는 아래와 같습니다.

SELECT * FROM a WHERE no < 3

투영

투영(Projection)은 속성의 추출을 의미합니다. 속성은 앞서 SQL에서는 열을 의미한다고 언급했습니다.
따라서 SQL에서는 SELECT 구에 결과로 반환할 열을 지정하는 것에 해당합니다. 예시는 아래와 같습니다.

SELECT no, nickname FROM a

결합

결합(Join)은 릴레이션끼리 교차결합해 계산된 곱집합에서 결합조건을 만족하는 튜플을 추출하는 연산입니다. SQL에서는 내부결합에 해당합니다.

-- 구식방법
SELECT * FROM a, b WHERE a.no = b.no

-- INNER JOIN
SELECT * FROM a INNER JOIN b ON a.no = b.no

• 관계대수에도 내부결합과 외부결합이 존재합니다.

-- LEFT JOIN
SELECT * FROM a LEFT JOIN b ON a.no = b.no

-- RIGHT JOIN
SELECT * FROM b RIGHT JOIN a ON b.no = a.no