2024 데이터베이스개론 정리 - 4. 관계 데이터 연산 - 관계 대수와 관계 해석

 

2024 데이터베이스개론 정리 - 4. 관계 데이터 연산 - 관계 대수와 관계 해석

 

 

• 1. 데이터베이스 시스템 개요
• 2. ER 모델 & EER 모델 
  
  • ER 모델 
  • EER 모델 
• 3. 관계 데이터베이스 모델 (ER모델 to 관계 모델)
• 4. 관계 데이터 연산 - 관계 대수와 관계 해석
  • 관계 대수 
  • 관계 해석
• 5. SQL
  • 검색 
  • 테이블 정의, 조작, 뷰 
  • Stored Function, Stored Procedure 
  • Tigger
  • Transaction
  • DB 인덱스와 B Tree
• 6. 함수적 종속성과 정규화 
  • 함수적 종속성
  • 정규화
• 추가 
  • RDB VS NoSQL 

 

 

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• 관계 질의 언어 : 원하는 데이터를 검색하기 위한 언어(데이터베이스를 다루는 연산을 위한 언어)로서 관계 모델에서 지원되는 두 가지 정형적인 언어로 관계 대수와 관계 해석이 있음
• 관계 대수(Relational Algebra): 어떻게 질의를 수행할 것인가(원하는 데이터를 검색하기 위해 어떤 연산 절
  차를 거쳐야 하는가)를 명시하는 절차적 인어
• 관계 해석(Relational Calculus): 원하는 데이터만을 명시하는 선언적인 언어, “어떻게 검색할 것인가” 보다 “ 무엇을 검색할 것인가 (What We Want)”에 초점을 맞추어 기술하는 선언적 표현법을 사용하는 비절차적 질의 언어

 

 

 

 

관계 대수(Relational Algebra)

 

• 기본적으로 8 개의 검색 연산자들로 구성되며 일반 집합 연산자와 순수 관계 연산자로 분류됨
• 일반 집합 연산자: 릴레이션이 튜플들의 집합이라는 개념을 이용하는 연산자 (합집합, 교집합, 차집합, 카티
  션곱)
• 순수 관계 연산자: 릴레이션의 구조와 특성을 이용하는 연산자 (셀렉트, 프로젝트, 조인, 디비전)
• 실세계 데이터베이스 응용에서 자주 사용하는 질의를 위한 추가 연산자가 존재함 (집계함수, 외부조인, 외부합집합 )

 

 

일반 집합 연산자

 

 

 

 

 

순수 관계 연산자

 

 

 

 

조인 

• 동등 조인과 자연 조인
• 동등 조인(Equi-Join) : 조인 속성을 이용하여 두 릴레이션 R1과 R2를 연결하여 결과 릴레이션을 구성 (속성이 중복됨)
• 자연 조인 : 동등 조인의 일종으로 중복된 조인 속성을 소거 (자연 조인에서는 조인 속성이 양쪽 릴레이션에서 동일한 이름을 가져야 함 )

 

 

디비전 연산 예시

 

 

 

추가 연산자 - 외부 조인, 외부 합집합 연산자, 집계 함수, 그룹화 

 

• 1) 외부 조인(Outer Join) :
  • 동등 조인이나 자연 조인 연산에서 조인 속성의 값이 같지 않은 튜플들은 결과 릴레이션에 나타나지 않음
  • 조인에 참여하는 릴레이션의 모든 튜플들을 결과 릴레이션에 포함해야 할 필요가 있을 경우 외부조
    인을 사용함
  • → 외부 조인에서는 상대 릴레이션에 대응되는 튜플이 없으면 빈 속성들에 NULL 값을 채워서 결과에
    포함시킴
• 외부 조인의 종류 
  • Left Outer Join 
  • Right Outer Joint
  • Full Outer Join
• Left Outer Join
  • R1의 모든 튜플들이 결과 릴레이션에 나타남
  • R2에 조인 속성의 값이 같은 튜플이 없으면,  결과 릴레이션에서 R2의 속성들은 NULL 값으로 채워짐

 

• Right Outer Join
  • R2의 모든 튜플들이 결과 릴레이션에 나타남
  • R1에 조인 속성의 값이 같은 튜플이 없으면, 결과 릴레이션에서 R1의 속성들은 NULL 값으로 채워짐

 

• Full Outer Join
  •  R1과 R2의 모든 튜플들이 결과 릴레이션에 나타남
  • 상대 릴레이션에 대응되는 튜플이 없으면 결과 릴레이션에서 상대 릴레이션의 속성들은 NULL 값으로 채워짐

 

 

 

 

 

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관계 해석 

 

 

• 튜플 관계 해석(Tuple Relational Calculus)과 도메인 관계 해석 (Domain Relational Calculus)으로 나뉨
  • 아래는 튜플 관계 해석에 초점을 맞춰 정리 
• 변수(Variable), 상수(Constant), 비교 연산자(Comparison Operator), 논리 연결자(Logical Connective), 정량자
  (Quentifier)

 

 

 

 

 

튜플 관계 해석(TRC: Tuple Relational Calculus)

• TRC의 일반식 형태: {t | P}
  • P는 튜플 변수 t를 포함하는 TRC의 식으로서 “식 P를 참으로 만드는 튜플 t를 검색하시오”로 해석
• 존재 정량자와 전체 정량자
  • 전체 정량자(Universal Quantifier): ∀
    • 모든 튜플 t가 식 P를 참이 되게 하면 (∀t)(P)는 참
  • 존재 정량자(Existential Quantifier): ∃
    • 식 P를 참이 되게 하는 어떤 튜플 t가 존재하면 (∃t)(P)는 참