수학에서의 relation

• 카티션 곱(Cartesian Product)의 부분 집합
• 또는 튜플(tuple)의 집합

카티션 곱(Cartesian Product)

• 두 집합의 모든 가능한 조합을 생성하는 연산

• (1, p), (1, q), (1, r), (2, p), (2, q), (2, r)이 위 2개의 집합에서 카티션 곱
• relation은 위 카티션 곱의 부분 집합, 현재 2개의 집합이므로 binary relation

튜플(tuple)

• 위의 그림에서 각 페어를 tuple이라고 함
• (1, p) 등 각 페어
• relation은 tuple의 집합

relation data model

• 학생을 예시로 설명

도메인 정의하기

• 수학의 집합을 relation data model에서는 도메인(domain)을 의미
• 도메인 정의 : student_ids, human_names, university_grades, major_names, phone_numbers
• 각 도메인에는 정해진 데이터 타입이 있음(university_grades는 1 ~ 4 사이의 정수)

속성(attribute) 정의하기

• 동일한 도메인이 2번 사용되는 것을 구분하기 위해 속성(attribute)을 사용
• 속성 정의 : id, name, grade, major, phone_number, emer_phone_number => phone_number와 emer_phone_number는 동일한 도메인이고 다른 속성으로 정의

tuple

• 각 속성에서 하나씩 값을 선택한 리스트 또는 집합

• tuple을 쉽게 표현하기 위해 테이블(table)을 사용

테이블

• relation data model에서 tuple을 쉽게 표현하기 위해 테이블을 사용
• 즉 relation은 곧 table을 의미

• attribute(column) : id, name, grade, major, phone_number, emer_phone_number
• tuple(row) : (1, 홍길동, 3, 컴퓨터공학, 010-1234-5678, 010-1234-5678)
• relation(table) : tuple의 집합
• relation(table) name : student

relation schema

• relation의 구조를 나타내며 relation의 이름과 attribute 리스트로 표기
• STUDENT(id, name, grade, major, phone_number, emer_phone_number)
• attribute과 관련된 constraint도 포함

degree of a relation

• relation의 속성 개수
• id, name, grade, major, phone_number, emer_phone_number로 6개

relation state

• 특정 시점에서의 relation의 상태
• 문맥에 따라 그냥 relation 또는 relation state, relation snapshot 등으로 지칭

relation DB

• 위의 relation data model에 기반하여 구조화된 DB
• 여러개의 relation으로 구성

relation DB schema

• relation schema의 집합과 integrity constraint의 집합을 합쳐 정의
• relation schema 예시 : STUDENT(id, name, grade, major, phone_number, emer_phone_number)
• integrity constraint 예시 : id는 유일한 값이어야 함

relation DB 특징

중복 tuple 허용 X

• relation 자체가 tuple의 집합이므로 정의에 어긋남

attribute의 부분 집합을 key로 사용

• 각 tuple을 구분하기 위해 attribute의 부분 집합을 unique하게 정의된 key로 사용
• 예시 : id는 유일한 값이어야 함
• 복수개의 attribute를 합쳐서 key로 사용하는 경우도 있음

tuple의 순서는 중요하지 않음

• 어떤 순서로 정렬되어도 동일한 의미를 가진다
• 정렬하는 방법이 여러가지일 수 있음

중복되는 attribute는 허용 X

하나의 tuple에서 attribute의 순서는 중요하지 않음

• attribute의 순서가 변경되어도 동일한 의미를 가진다

attribute는 atomic해야 한다

• composite attribute는 허용하지 않음

  • composite attribute : 더 세부적으로 나눌 수 있는 attribute
  • 예시 : address의 서울시 강남구 청담동은 composite attribute이고 서울시, 강남구, 청담동으로 분리해야 함

• multi-valued attribute는 허용하지 않음

  • multi-valued attribute : 하나의 tuple에서 여러개의 값을 가질 수 있는 attribute
  • 예시 : major의 컴퓨터공학, 경영학은 multi-valued attribute이고 컴퓨터공학과 경영학으로 분리해야 함 => 테이블 분리, 중계 테이블을 사용 등

NULL의 의미

• 값이 존재 하지 않음
  • 예시 : test_score가 NULL => 테스트를 응시한 이력이 없어 점수가 없음
• 값이 존재하나 알 수 없음
  • 예시 : test_score가 NULL => 테스트를 응시하여 점수가 있지만 아직 등록되지 않음, 누락됨
• 해당 사항과 관련이 없음
  • 예시 : test_score가 NULL => 테스트 응시 자격이 없어 관련 없음

super key

• relation에서 tuple을 unique하게 식별하는 attribute 집합
• 예시 : PLAYER(id, name, team_id, position, height, weight, birth_date)에서 super key
  • id => 항상 unique한 값
  • (id, name) => id가 unique하므로 id를 포함하는 어떤 조합이라도 유일한 값
  • (name, team) => 같은 팀에서 동명이인이 없다면 가능
  • 등등

candidate key(minimal super key)

• super key 중에서 한가지라도 attribute를 삭제하면 튜플이 unique하지 않게 되는 super key
• super key 중에서도 최소한의 attribute 집합
• 예시 : PLAYER(id, name, team_id, position, height, weight, birth_date)에서 candidate key
  • id => 항상 유일한 값
  • (name, team_id) => 다른 팀에서 동명이인이 있다면 team을 삭제하면 유일하지 않게 됨

primary key

• relation에서 각 tuple을 유일하게 식별하기 위해 선택된 candidate key

alternate key(unique key)

• primary key로 선택되지 않은 candidate key

foreign key

• 다른 relation의 primary key를 참조하는 attribut 집합
• 예시 : PLAYER(id, name, team_id, position, height, weight, birth_date)에서 team_id는 TEAM(id, name, coach, stadium)의 id를 참조하는 foreign key

constraint

• relational DB의 relation들이 항상 지켜야할 제약 사항

implicit constraint

• relation data model 자체가 가지는 제약 사항
• 중복 tuple 허용 X, 한 relation에서 같은 이름의 attribute는 허용 등

explicit constraint

• DDL을 통해 schema에 직접 명시할 수 있는 제약

domain constraint

• attribute의 값은 해당 attribute의 domain에 속하는 값이어야 함

key constraint

• 다른 tuple은 같은 key 값을 가지지 않아야 함

NULL value constraint

• attribute가 NOT NULL로 명시되면 NULL 값을 가지지 않아야 함

entity integrity constraint

• PK(primary key)는 NULL 값을 가지지 않아야 함

referential integrity constraint

• FK(foreign key)와 PK(primary key)는 같은 도메인이어야 하고, FK는 맵핑되는 PK가 존재해야 함