[정보처리기사] 데이터베이스 정리 (2)

 

■ 정규화

• 이상(Anomaly) 현상이 발생하지 않도록 중복성/종속성 최소화 하기 위한 작업
• 논리적 설계 단계에서 수행, 속성 수가 적은 테이블로 분할되어 관리가 용이해짐
• 데이터 구조 안정성 최대화 / 데이터 삽입 시 릴레이션 재구성 필요 최소화

 

■ 이상 현상 종류

• 삽입 이상 : 데이터 삽입 시 불필요한 데이터가 함께 삽입
• 삭제 이상 : 튜플 삭제 시 필요한 데이터도 함께 삭제
• 갱신 이상 : 일부만 수정되어 데이터 불일치 → 정보 모순 발생

 

■ 정규화 과정 

외우는 법 : 도부이결다조(두부 이걸 다줘)

제 1 정규형	모든 도메인(Domain)이 원자 값만으로 되어 있음
제 2 정규형	- 기본키가 아닌 속성이 기본키에 대한 완전 함수적 종속 만족 - 부분적 함수 종속을 제거한 정규형
제 3 정규형	기본키가 아닌 모든 속성이 기본키에 대해 이행적 함수 종속 관계를 만족하지 않아야 함 * 이행적 함수 종속(X → Y, Y → Z 이면 X → Z)
BCNF (보이스 / 코드)	릴레이션  R에서 모든 결정자가 후보키인 정규형
제 4 형규형	릴레이션 R에 다치 종속이 성립하는 경우 R의 모든 속성이 A에 함수적 종속 관계를 만족하는 정규형
제 5 정규형	릴레이션 R의 모든 조인 종속이 R의 후보키를 통해서만 성립

 

 

■ 반정규화 :

정규화 과정 진행 후, 시스템 성능 향상 및 운영 편의성을 위해 의도적으로 데이터 중복/통합/분리를 허용하여 정규화 원칙을 위반

[SQLD] 정규화, 반정규화

 

■ 함수적 종속

완전 함수적 종속	Full functional Dependency / 종속자가 기본키에만 종속
부분 함수적 종속	Partial Functional Dependency / 기본 키가 여러 속성으로 구성되어 있을 때 기본키를 구성하는 속성 중 일부만 종속
이행적 함수 종속	Transitive Functional Dependency / X→Y, Y→Z 이면 X→Z

 

 

■ 관계 대수

원하는 정보의 검색 과정을 정의하는 절차적 언어

순수관계연산자

일반 집합 연산자

 

 

■ 관계 해석

원하는 정보가 무엇이라는 것만 정의하는 비절차적 언어

https://mycodesfly.tistory.com/280

 

 

■ 트랜잭션 (Transaction)

• 데이터베이스 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업 단위

원자성 (Atomicity)	트랜잭션 연산이 정상적으로 수행되거나 (Commit), 아니면 어떠한 연산도 수행되지 않아야 함 (Rollback)
일관성 (Consistency)	시스템의 고정 요소는 트랜잭션 수행 전/후로 동일해야 함
독립성 (Isolation)	개별 트랜잭션은 다른 트랜잭션의 간섭 및 영향 받지 않아야 함
영속성 (Durability)	완료된 트랜잭션 결과는 영구적으로 기록되어야 함

• COMMIT  : 트랜잭션 정상 종료 후 변경된 내용을 DB에 반영하는 명령어
• ROLLBACK : 트랜잭션 비정상 종료 후 모든 변경 작업을 취소하고 이전 상태로 원복
• REDO : 데이터베이스 비정상 종료시 트랜잭션 시작(start) 값과 완료(commit)에 대한 기록이 있는 트랜잭션들의 작업을 재작업 (이전 값을 이후 값으로 변경)
• UNDO : 데이터베이스 비정상 종료 시 시작은 있지만 완료 기록이 없는 트랜잭션들이 작업한 내용을 모두 취소 (이후 값을 이전 값으로 변경)

 

■ 데이터 회복 기법

 

▶ 즉시 갱신 기법 (Immediate Update)

→ 트랜잭션 실행 상태에서 변경되는 내용을 바로 데이터베이스에 적용

→ 변경되는 모든 내용을 로그(Log)에 기록하여 장애 시 해당 로그 토대로 복원

→ Redo / Undo 모두 수행

 

▶ 지연 갱신 기법 (Deferred Update)

→ 트랜잭션 수행 후 부분 완료될 때까지는 데이터베이스에 바로 적용하지 않고, 지연시킨 후 부분완료 시 로그(Log)의 내용을 토대로 저장

→ 트랜직션이 실패할 경우 Undo 수행 없이 Redo만 수행

 

▶ 검사 시점 기법 (Check Point)

→ 트랜잭션 수행 중간에 검사 지점(Checkpoint) 지정하여 검사 시점까지 부분 수행 후 완료된 내용을 중간중간 데이터베이스에 저장

 

▶그림자 페이징 기법(Shadow paging)

→ 로그 미사용 / 데이터베이스를 동일 크기의 페이지로 분할 후 각 페이지마다 복사하여 그림자 페이지 보관

→ 변경 내용은 원본 페이지에만 적용하여 장애 발생 시 해당 페이지 사용/회복

 

 

■ 로킹 단위 (Locking)

로킹의 대상이 되는 객체의 크기

• 로킹 : 데이터베이스 병행 제어 위해 트랜잭션(transaction)이 접근하고자 하는 데이터를 잠가(lock) 다른 트랜잭션이 접근하지 못하도록 하는 병행 제어 기법
• 대상 : 데이터베이스 / 파일 / 레코드
• 로킹단위 ▼ → 로크의 수 ▲ → 로킹 오버헤드 ▲ → 병행성(공유도) ▲
• 로킹단위 ▲ → 로크의 수 ▼ → 로킹 오버헤드 ▼ → 병행성(공유도) ▼

 

 

■ 병행제어 기법 종류

• 로킹 기법 : 일관성과 무결성을 유지하기 위한 트랜잭션의 순차적 진행을 보장 (병행 수행 트랜잭션들 간 동일 데이터 접근 차단)
• 낙관적 검증 : 일단 트랜잭션을 수행하고, 트랜잭션 종료 시 검증을 수행
• 타임 스탬프 기법 : 타임 스탬프를 부여 해 부여된 시간에 따라 트랜잭션 수행
• 다중버전 동시성 제어(MVCC) : 타임 스탬프를 비교해 직렬가능성이 보장되는 적절한 버전을 선택해 접근하도록 함

 

 

■ 분산 데이터 베이스

- 논리적으로는 하나의 시스템에 존재하나, 물리적으로는 연결된 다수의 컴퓨터에 분산되어 있는 데이터베이스

- 구성 요소 : 분산처리기(분산된 지역 컴퓨터) / 분산 데이터베이스 / 통신 네트워크

- 목표 : 위치 투명성 (Loacation) / 종복 투명성 (Replication) / 병행 투명성 (Concurrency) / 분할 투명성 (Division) / 장애 투명성 (Failure)

- 사용자 입장에서 데이터베이스의 위치/중복/병행/분할/장애 여부 인식할 필요X

 

 

■ 데이터베이스 관련 용어

인덱스 (Index)	데이터베이스 테이블 검색 속도 향상을 위한 저장 위치 자료 → 데이터 빠른 조회를 위한 위치 정보(포인터) 포함
클러스터 (Cluster)	자주 사용하는 테이블 데이터를 동일 위치에 저장하여 데이터 접근 효율 향상
데이터베이스 이중화	서비스 장애 대비하여 데이터베이스 중복(복제)하여 관리 - Eager 기법 : 모든 이중화 데이터 즉시 업데이트 - Lazy 기법 : 변경 사항을 새로운 트랜잭션으로 각 노드에 전달
파티셔닝 (Partitioning)	대용량 데이터베이스를 여러 섹션으로 분할 (조회 속도 향상) - 범위 분할 : 파티션 키 값을 범위로 분할 - 해시 분할 : 해시 함수 적용 후 반환된 값으로 파티션 분할 - 합성 분할 : 범위 분할 후 해시 함수 적용하여 다시 분할
복구 시간 목표 (RTO)	Recovery Time Objective / 서비스 중단 후 복원까지 최대 시간 → 서비스를 사용할 수 없는 최대 허용 시간
복구 시점 목표 (RPO)	Recovery Point Objective / 마지막 데이터 복구 후 허용되는 최대 시간 → 허용 가능한 최대 데이터 손실량 결정