데이터 모델링의 이해

데이터 모델링

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데이터 모델링

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데이터 모델링 특징

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데이터 모델링 단계

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데이터 모델링 관점

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데이터 모델링 핵심요소

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ERD

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3층 스키마

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엔터티

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속성

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관계

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식별자

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키

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무결성

데이터 모델링

데이터를 구조화하고 표현하는 과정

모델 : 구체적이거나 복잡한 것을 단순하게 표현하는 것

데이터 모델링이란?

: 어떤 소프트웨어, 정보 시스템에 필요한 데이터 베이스의 상세한 구조와 형태를 설계하는 과정에서 알아보기 쉽도록 단순하게 표현해나가는 과정을 말한다.

데이터 모델링 특징

특징	설명
추상화	현실 세계의 복잡한 데이터를 간결하고 추상적으로 표현함
단순화	복잡한 데이터를 간소화하여 이해하기 쉽게 만듦
명확성	데이터 모델링을 통해 데이터베이스의 구조와 관계가 명확하게 이해되도록 함

데이터 모델링 단계

단계	설명	산출물
요구사항 분석	사용자 및 시스템 요구사항을 수집하고 분석하여 데이터 모델링의 목표와 범위를 설정합니다.	요구사항정의서
개념적 모델링	업무 프로세스와 데이터 간의 관계를 모델링하고 개념적 데이터 모델을 만듭니다. 주로 개체-관계(ER) 다이어그램을 사용합니다.	ERD
논리적 모델링	개념적 모델을 기반으로 실제 데이터베이스 구조를 설계합니다. 테이블, 열, 관계 등의 요소를 정의하고, 정규화를 수행하여 중복을 최소화하고 일관성을 유지합니다.	릴레이션 스키마
물리적 모델링	논리적 모델을 특정 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)에 맞추어 변환합니다. 테이블스페이스, 인덱스, 파티션 등 물리적 저장 구조를 설계하여 성능을 최적화합니다.	물리적 스키마
구현	모델링된 데이터베이스를 구현하고 운영합니다. 데이터의 입력, 수정, 삭제를 관리하고 데이터베이스의 유지보수를 수행하여 시스템이 원활하게 동작하도록 합니다.	DB

데이터 모델링 관점

관점	설명
데이터	시스템이 다루는 실제 데이터를 중심으로 합니다. ”업무가 어떤 데이터와 관련이 있는지 또는 데이터 간의 관계는 무엇인지에 대해서 모델링 하는 방법” What, Data
프로세스	시스템 내에서 데이터가 처리되는 과정을 나타냅니다. ”업무가 실제로 하고 있는 일이 무엇인지 또는 무엇을 해야 하는지를 모델링 하는 방법” How, Process
데이터와 프로세스	데이터와 프로세스를 모두 고려하여 시스템의 데이터 구조와 처리 과정을 모델링합니다. ”업무가 처리하는 일의 방법에 따라 데이터는 어떻게 영향을 받고 있는지 모델링하는 방법” Procees Data

데이터 모델링 핵심요소

핵심 요소	설명
Things(개체)	데이터 모델링에서 실제로 저장되는 사물, 사람, 장소 또는 사건 등의 개체를 나타냅니다.
Attributes(속성)	각 개체를 설명하거나 구성하는 특성이나 데이터의 속성을 나타냅니다.
Relationship(관계)	각 개체 간의 연결을 나타냅니다.

ERD (Entity-Relationship Diagram)

개체, 관계, 속성을 요소로 데이터베이스 구조를 표현한 그림

ERD 작성절차

엔터티 도출

엔터티 배치

엔터티 간 관계 설정

관계 이름 작성

관계 참여도 작성

관계 필수 여부 작성

(ERD 예시 그림1) - 고객 관리 시스템 ERD

(ERD 예시 그림2) - 수강신청 시스템 ERD

3층 스키마 (3-Level Schema)

사용자, DBA(설계자), 개발자 각각의 관점에서의 데이터베이스에 대하여 설명한 개념

스키마	설명	관점
외부 스키마	최종 사용자나 응용 프로그램이 접근하는 데이터의 논리적 구조를 정의함	사용자
개념적 스키마	전체적인 데이터베이스의 논리적 구조를 정의하며, 데이터의 전반적인 구조와 관계를 나타냄	DBA
내부 스키마	데이터베이스의 물리적 구조를 정의하며, 데이터의 저장 방식, 색인 구조, 저장 위치 등을 포함함	개발자

스키마 구조

(스키마 구조 그림)

엔터티 (Entity)

데이터베이스에서 관리하려는 실제 세계의 개체나 개념

회원, 상품, 제조업체 등
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엔터티의 특징

특징	설명
식별자	- 엔터티의 데이터를 고유(유일)하게 식별하는 속성이 있어야한다. - ex) ID, 주민번호, 사원번호, 계좌번호, 상품코드 등
인스턴스 집합	- 2개 이상의 인스턴스가 있어야한다. - ex) 회원 정보, 고객 정보 등의 엔터티는 2개이상 존재해야 엔터티로써 유의미한 의미를 가진다.
속성	- 엔터티는 반드시 속성을 갖는다. - ex) [회원] - ID, PW, 이름, 이메일, [고객] - ID, 이름, 주소, 전화번호
관계	- 엔터티 간 최소한 1개 이상의 관계가 있어야한다. - ex) 회원은 상품을 주문한다. / 고객은 계좌를 개설한다.
업무	- 엔터티는 업무적으로 관리하는 대상이어야 한다. - ex) 고객, 계좌, 주문, 개설 등

엔터티 종류(유형)

•

분류 기준

◦

유형과 무형

▪

유형 엔터티

▪

개념 엔터티

▪

사건 엔터티

◦

발생 시점

▪

기본 엔터티

▪

중심 엔터티

▪

행위 엔터티

유형과 무형에 따른 엔터티

엔터티	설명
유형 엔터티	- 물리적인 형태로 존재하며 구체적인 사물이나 대상을 나타냅니다. - 업무에서 도출되고 지속적으로 사용됩니다. - ex) 사람, 제품, 장소 등
개념 엔터티	- 개념이나 아이디어와 같은 추상적인 개체를 나타냅니다. - 물리적인 형태없이 - ex) 고객 등급, 주문 상태 등
사건 엔터티	특정한 시간 또는 장소에서 발생하는 사건이나 행위를 나타냅니다. 주문, 예약, 결제 등이 사건 엔터티에 해당할 수 있습니다.

발생 시점에 따른 엔터티

엔터티	설명
기본 엔터티	- 시스템의 기본 데이터가가 되는 키 엔터티입니다. - 다른 엔터티의 종속되지 않고 독립적으로 생성되는 엔터티입니다. ex) 고객, 상품, 부서 등
중심 엔터티	- 기본 엔터티와 행위 엔터티 중간에 있는 엔터티입니다. - 여러 다른 엔터티들 간의 관계를 조정하고 중재하는 역할을 합니다. ex) 주문, 취소, 체결 등
행위 엔터티	- 시스템에서 발생하는 특정한 행위나 사건을 나타내는 엔터티입니다. - 2개 이상의 엔터티로 부터 발생되며, 시간에 따라 변화할 수 있습니다. ex) 주문 이력, 체결 이력 등

속성 (Attribute)

엔터티의 특성이나 속성

회원 - 회원아이디, 비밀번호, 이름, 나이 등
상품 - 상품번호, 상품명, 재고수량, 단가 등
제조업체 - 제조업체번호, 업체명, 전화번호, 담당자 등
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속성의 종류

•

분류 기준

◦

분해 여부

▪

단일 속성

▪

복합 속성

▪

다중값 속성

◦

특성

▪

기본 속성

▪

설계 속성

▪

파생 속성

분해 여부에 따른 속성

속성	설명
단일 속성	- 속성이 원자값으로 이루어져 있고, 더 이상 분해할 수 없는 속성입니다. - 하나의 의미로 구성된 속성 - ex) 주문번호, 고객이름, 제품가격 등
복합 속성	- 여러 개의 속성이 합쳐져 하나의 속성을 이루는 형태의 속성입니다. - 분해될 수 있는 여러 개의 의미를 갖는 속성입니다. - ex) 주소(도시, 도로명, 우편번호 등), 이름(성, 이름) 등
다중값 속성	- 하나의 엔터티가 여러 개의 값을 가질 수 있는 속성 - 여러 개의 동일한 속성 값을 가질 수 있습니다. - 다중값 속성은 엔터티로 분해될 수 있다. - ex) 전화번호, 이메일 주소 등

특성에 따른 속성

속성	설명
기본 속성	- 엔터티의 업무 프로세스에서 도출되는 직접적으로 엔터티와 관련된 속성입니다. - ex) 회원ID, 이름, 계좌번호 등
설계 속성	- 설계 과정(데이터 모델링)에서 유도되거나 추가된 속성입니다. - 엔터티 간의 관계를 명확히하기 위해 사용됩니다. - ex) 상품코드, 지점 코드, OO코드, OO번호 등
파생 속성	- 다른 속성에 의해 계산되거나 유도된 속성입니다. - 이미 존재하는 속성에 기반하여 계산되는 속성입니다. - ex) 합계, 평균 등

관계 (Relationship)

엔터티 간의 상호 작용

주문 : 회원-상품 엔터티의 관계로, 
"여러 회원이 여러 상품을 주문할 수 있다."(N:M)

공급 : 상품-제조업체 엔터티의 관계로, 
"하나의 제조업체가 여러 상품을 공급할 수 있다."(1:N)
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관계의 기수성이란? 기수성(Cardinality) - 집합의 크기를 나타내는 개념 관계의 기수성 관계에 참여하는 엔터티 인스턴스의 수를 나타내는 것

관계	설명
일대일 (One-to-One)	한 엔터티 인스턴스가 다른 엔터티 인스턴스와 하나의 관계만을 맺을 수 있는 경우입니다.
일대다 (One-to-Many)	한 엔터티 인스턴스가 다른 엔터티 인스턴스와 여러 개의 관계를 맺을 수 있는 경우입니다.
다대일 (Many-to-One)	여러 개의 엔터티 인스턴스가 하나의 엔터티 인스턴스와 관계를 맺을 수 있는 경우입니다.
다대다 (Many-to-Many)	여러 개의 엔터티 인스턴스가 다른 엔터티 인스턴스와 여러 개의 관계를 맺을 수 있는 경우입니다.

관계 차수(Relation Cardinality)

두 엔터티 간의 관계에서 참여하는 엔터티의 수

관계 차수의 종류

•

1:1 (일대일 관계)

•

M:N (다대다 관계)

•

1:N (일대다 관계)

•

필수:선택 

1:1 (일대일 관계)

하나의 엔터티는 하나의 다른 엔터티 값을 갖는다.

M:N (다대다 관계)

두 개의 엔터티가 서로 여러 개의 관계를 갖는다.

1:N (일대다 관계)

하나의 엔터티는 다른 엔터티의 값을 여러 개 갖는다.

필수:선택

•

필수적 관계

하나의 엔터티는 반드시 관계된 엔터티의 값을 갖어야한다.

•

선택적 관계

하나의 엔터티에 관계된 다른 엔터티의 값이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.

식별자 관계 vs 비식별자 관계

식별 관계 : 실선으로 나타낸다.

비식별 관계 : 점선으로 나타낸다.

식별자 관계

부모 엔터티의 기본 키가 자식 엔터티의 고유키(주 식별자)로 사용되는 관계

비식별자 관계

부모 엔터티의 기본 키가 자식 엔터티의 고유키(주 식별자)로 사용되지 않는 관계

식별자 (Entity Identifier)

엔터티를 고유하게 식별하는 속성 또는 속성 집합

주 식별자

특성	설명
최소성	주식별자는 가능한 한 최소한의 속성(열)으로 구성되어야 합니다. 즉, 중복을 허용하지 않아야 합니다.
대표성	주식별자는 해당 엔터티를 대표하는 속성이어야 합니다. 엔터티의 본질적인 특성을 잘 반영해야 합니다.
유일성	주식별자는 각 레코드나 튜플에 대해 유일해야 합니다. 즉, 동일한 값이 두 번 이상 나타나서는 안 됩니다.
불변성	주식별자는 변경되지 않아야 합니다. 엔터티의 핵심 속성으로서 변하지 않는 값을 가져야 합니다.
존재성	주식별자는 모든 레코드에 대해 반드시 존재해야 합니다. 누락되어서는 안 됩니다.

식별자의 종류

식별자는 대표성, 생성 여부, 속성의 수, 대체 여부를 기준으로 분류할 수 있다.

분류기준

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대표성

•

생성 여부

•

속성의 수

•

대체 여부

•

대표성에 따른 식별자 종류

종류	설명
주 식별자	- 유일성과 최소성을 만족하는 식별자 (기본키) - 다른 엔터티가 참조하는 속성으로 사용
보조 식별자	유일성과 최소성은 만족하지만 대표성이 없는 식별자

•

생성 여부에 따른 식별자 종류

종류	설명
내부 식별자	- 엔터티 내부에서 생성되는 식별자 - 상품번호, 사원번호, 일련번호, 부서코드 등
외부 식별자	다른 엔터티와의 관계를 통해 만들어지는 식별자

•

속성의 수에 따른 식별자 종류

종류	설명
단일 식별자	하나의 속성으로 구성되는 식별자
복합 식별자	2개 이상의 속성으로 구성되는 식별자

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대체 여부에 따른 식별자 종류

종류	설명
본질 식별자	업무 프로세스에서 만들어진 식별자
인조 식별자	- 기능 구현을 위해, 인위적으로 만들어진 식별자 - 순서번호(시퀀스), AUTO INCREMENT

식별자 vs 키

•

식별자 : 엔터티를 식별하는 고유한 속성을 가리키는 개념

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키 :  실제 데이터베이스의 데이터를 식별하는 제약조건

키 (Key)

데이터베이스에서 레코드를 고유하게 식별하는 데 사용되는 열 또는 열의 집합

종류	설명
기본키	특정 레코드를 식별하는 데 사용되는 주요한 키로, 중복되지 않고 NULL 값을 가질 수 없습니다.
후보키	기본키가 될 수 있는 키로, 중복되지 않고 NULL 값을 가질 수 없습니다.
슈퍼키	릴레이션 내의 속성들의 집합으로, 특정 레코드를 유일하게 식별하기 위한 키의 조합입니다.
대체키	후보키와 비슷하지만, 실제로 기본키가 되지는 않는 키입니다.
외래키	다른 테이블의 기본키를 참조하는 키로, 데이터의 무결성과 참조 무결성을 유지하기 위해 사용됩니다.

무결성 (Integrity)

데이터의 정확성, 일관성 및 유효성을 보장하기 위한 규칙 또는 제약 조건

무결성 종류

종류	설명
개체 무결성(Entity Integrity)	기본키는 NULL이 아니며, 모든 레코드에 대해 고유해야 합니다.
참조 무결성(Referential Integrity)	외래키는 참조하는 테이블의 기본키 값을 가지거나 NULL이어야 합니다.
도메인 무결성(Domain Integrity)	각 속성은 허용된 도메인 내에서만 값을 가져야 합니다.