[정보처리산업기사] 67강 데이터베이스 설계

1. 데이터베이스 설계의 개념

사용자의 요구를 분석하여 그것을 컴퓨터에 저장할 수 있는 데이터베이스의 구조에 맞게 변ㅎ경한 후 특정 DBMS로 데이터베이스를 구현하여 일반 사용자들이 사용하게 하는 것

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2. 데이터베이스 설계 시 고려사항

• 무결성 : 삽입, 삭제, 갱신 등의 연산 후에도 데이터베이스에 저장된 데이터가 정해진 제약 조건을 항상 만족해야 함
• 일관성 : 데이터베이스에 저장된 데이터들 사이나, 특정 질의에 대한 응답이 처음부터 끝까지 변함없이 일정해야 함
• 회복 : 시스템에 장애가 발생했을 때 장애 발생 직전의 상태로 복구할 수 있어야 함
• 보안 : 불법적인 데이터의 노출 또는 변경이나 손실로부터 보호해야 함
• **효율성 : 응답시간의 단축, 시스템의 생산성, 저장 공간의 초적화 등이 가능해야 함
• 데이터베이스 확장 : 데이터베이스 운영에 영향을 주지 않으면서 지속적으로 데이터를 추가할 수 있어야 함

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3. 데이터베이스 설계 순서

요구조건분석 => 개념적 설계 => 논리적 설계 => 물리적 설계 => 구현

1. 요구 조건 분석 : 요구 조건 명세서 작성
2. 개념적 설계 : 개념 스키마, 트랜잭션 모델링, E-R 모델
3. 논리적 설계 : 목표 DBMS에 맞는 논리 스키마 설계, 트랜잭션 인터페이스 설계
4. 물리적 설계 : 목표 DBMS에 맞는 물리적 구조의 데이터로 변환
5. 구현 : 목표 DBMS의 DDL(데이터 정의어)로 데이터베이스 생성, 트랜잭션 작성

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4. 요구 조건 분석

요구 조건 분석은 데이터베이스를 사용할 사람들로부터 필요한 용도를 파악하는 것

• 데이터베이스 사용자에 따른 수행 업무와 필요한 데이터늬 종류, 용도, 처리 형태, 흐름, 제약 조건 등을 수집
• 수집된 정보를 바탕으로 요구 조건 명세를 작성

5. 개념적 설계(정보 모델링, 개념화)

개념적 설계란 정보의 구조를 얻기 위하여 현실 세계의 무한성과 계속성을 이해하고, 다른 사람과 통신하기 위하여 현실 세계에 대한 인식을 추상적 개념으로 표현하는 과정

• 개념적 설계 단계에서는 개념 스키마 모델링과 트랜잭션 모델링을 병행 수행
• 요구 분석 단계에서 나온 결과인 요구 조건 명세를 DBMS에 독립적인 E-R다이어그램으로 작성
• DBMS에 독립적인 개념 스키마 설계

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6. 논리적 설계(데이터 모델링)

논리적 설계 단계란 현실 세계에서 발생하는 자료를 컴퓨터가 이해하고 처리할 수 있는 물리적 저장장치에 저장할 수 있도록 변환하기 위해 특정 DBMS가 지원하는 논리적 구조로 변환시키는 과정

• 개념 세계의 데이터를 필드로 기술된 데이터 타입과 이 데이터 타입들 간의 관계로 표현되는 논리적 구조의 데이터를 모델화 함
• 개념 스키마를 평가 및 정제하고 DBMS에 따라 서로 다른 논리적 스키마를 설계하는 단계
• 트랜잭션의 인터페이스 설계
• 관계형 데이터베이스라면 테이블을 설계하는 단계

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7. 물리적 설계 (데이터 구조화)

논리적 설계 단계에서 논리적 구조로 표현된 데이터를 디스크 등의 물리적 저장장치에 저장할 수 있는 물리적 구조의 데이터로 변환하는 과정

• 물리적 설계 단계에서는 다양한 데이터 베이스 응용에 대해 처리 성능을 얻기 위해 데이터 베이스 파일의 저장 구조 및 액세스 경로를 결정
• 저장 레코드의 형식, 순서, 접근 경로와 같은 정보를 사용하여 데이터가 컴퓨터에 저장되는 방법을 묘사
• 기본적인 데이터 단위는 저장 레코드이다.

물리적 설계 단계에 꼭 포함되어야 할 것

• 저장 레코드의 양식 설계
• 레코드 집중의 분석 및 설계
• 접근 경로 설계 등

물리적 설계 시 고려사항

• 인덱스의 구조
• 레코드 크기
• 레코드 개수
• 트랜잭션의 갱신과 참조 영향
• 개념 스키마의 변경 여부 검토
• 파일 크기의 변화 가능성
• 수행속도를 높이기 위한 고려

물리적 설계 옵션 선택 시 고려사항

• 반응 시간 : 트랜잭션 수행을 요구한 시점부터 처리 결과를 얻을 때까지의 경과 시간
• 공간 활용도 : 파일과 액세스 경로 구조에 의해 사용되는 저장공간의 양
• 트랜잭션 처리량 : 단위시간 동안 데이터베이스 시스템에 의해 처리될 수 있는 트랜잭션의 평균 개수

8. 데이터베이스 구현

논리적 설계 단계와 물리적 설계 단계에서 도출된 데이터베이스 스키마를 파일로 생성하는 과정

• 사용하려는 특정 DMSB의 DDL을 이용하여 데이터베이스 스키마를 생성한 후 컴파일하여 빈 데이터베이스 파일 생성
• 생성된 빈 데이터 베이스 파일에 데이터 입력
• 응용 프로그램을 위한 트랜잭션 작성
• 데이터베이스 접근을 위한 응용 프로그램을 작성