데이터 모델과 데이터베이스의 구성요소

 

데이터와 데이터모델

데이터와 데이터 모델은 정보 기술 및 컴퓨터 과학 분야에서 중요한 개념입니다.

1. 데이터(Data)

데이터는 사실이나 정보를 나타내는 수치, 문자, 기호 등의 형태로 표현된 값입니다. 예를 들면 숫자, 텍스트, 이미지, 음성 등이 될 수 있습니다. 우리가 살펴보는 데이터베이스는 대부분 수치, 문자로 이루어져 있습니다. 예를 들면, 학생의 이름과 학번을 나타내는 모델에서는 이름은 문자, 학번은 숫자로 표현하죠.
 

데이터는 정형 데이터(Structured Data), 반정형 데이터(Semi-structured Data), 비정형 데이터(Unstructured Data)로 분류됩니다. 정형 데이터는 표 형태의 데이터로 예컨대 데이터베이스의 테이블이 이에 해당하며, 반정형 데이터는 일부 구조를 갖춘 데이터로 XML, JSON과 같은 형태가 있습니다. 비정형 데이터는 구조화되지 않은 데이터로 텍스트, 이미지, 비디오 등이 해당됩니다.

 

관계형 데이터 모델

 

2. 데이터 모델(Data Model)

데이터 모델은 현실 세계의 개념이나 업무 규칙을 추상화하여 표현하는 방법을 의미합니다. 이는 데이터베이스 설계 및 관리, 시스템 분석 및 설계 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 대표적인 데이터 모델의 종류를 살펴볼게요.
 

 - 관계형 데이터 모델: 테이블을 사용해 데이터를 정리하고 연결하는 방식입니다. 가장 흔한 예로 SQL 데이터베이스가 있습니다.
- 객체지향 데이터 모델: 현실 세계의 개체를 객체로 표현하고, 이 객체 간의 관계를 나타내는 방식입니다.
- 문서 데이터 모델: 데이터를 문서로 표현하며, NoSQL 데이터베이스에서 사용됩니다.
- 계층형 데이터 모델: 데이터를 트리 구조로 표현하며, 예전에 주로 사용되었던 방식 중 하나입니다.

데이터 모델은 데이터의 구조와 관계를 명확히 정의함으로써, 데이터를 효율적으로 관리하고 검색할 수 있도록 돕습니다. 또한 시스템 설계 단계에서 요구사항을 명확히 이해하고 표현하는 데 사용됩니다. 간단히 말해, 데이터는 현실 세계의 정보를 나타내고, 데이터 모델은 그 데이터를 구조화하고 표현하는 방법을 정의합니다. 개발 쪽에서는 데이터 모델을 엔티티로 정의하고 레포지토리(Repository) 패턴을 활용하여 데이터 엔티티를 관리하는 방식을 자주 사용합니다. NestJS의 TypeORM, Spring의 JPA가 이에 해당합니다. 이는 객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 자동으로 매핑해주는 라이브러리입니다. 추후에 좀 더 자세히 다루도록 하죠.

 

 

 

데이터베이스 구성요소

보편적으로 많이 사용하는 관계형 데이터베이스의 구성요소에 대해 살펴보겠습니다. 

1. 테이블(Table)
   - 테이블은 데이터를 행과 열의 형태로 저장하는 기본적인 구조입니다. 테이블을 정규화하여 중복을 최소화하고 데이터 일관성을 유지하는 것이 좋습니다. 각 테이블은 하나의 주제 또는 엔터티에 관련된 정보만을 포함하도록 구성하는 것이 좋습니다.

2. 열(Column)
   - 열은 테이블에서 하나의 속성을 나타내며, 각 열은 특정 데이터 유형을 가지고 있습니다. 각 열의 데이터 유형을 정확하게 지정하고, NULL 값을 최소화하여 데이터 일관성을 유지하는 것이 좋습니다.

3. 행(Row)
   - 행은 테이블에서 하나의 레코드를 나타냅니다. 여기서 레코드는 하나의 의미 있는 데이터 묶음이라고 보면 될 것 같습니다. 각 행은 고유한 식별자(primary key)를 가지도록 설계하여 데이터를 유일하게 식별할 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 보편적으로 id가 고유한 식별자가 됩니다. 

열과 행을 표현한 대표적인 테이블의 모습

4. 인덱스(Index)
   - 인덱스는 특정 열에 대한 검색 성능을 향상시키기 위해 사용됩니다. 자주 검색되는 열에 인덱스를 생성하면 검색 성능을 최적화할 수 있습니다. 어느 정도 규모가 있는 데이터베이스는 인덱스를 적절히 활용하고 있습니다. 다만, 인덱스를 과도하게 사용하면 쓰기 작업의 성능에 영향을 줄 수 있으므로 적절하게 사용해야 합니다.

5. 기본 키(Primary Key)
   - 기본 키는 각 행을 유일하게 식별하는 데 사용되는 열 또는 열의 조합입니다. 기본 키는 NULL 값을 허용하지 않고, 변하지 않는 값을 선택하여 사용합니다. 보편적으로 id를 기본 키로 사용합니다.  

6. 외래 키(Foreign Key)
   - 외래 키는 두 테이블 간의 관계를 나타내며, 다른 테이블의 기본 키를 참조합니다. 외래 키 제약 조건을 사용하여 데이터 무결성을 유지해야 합니다. 관련된 테이블 간의 일관성을 유지하기 위해 외래 키를 사용합니다.

기본키와 외래키 관계 (출처: https://velog.io/@so_oyv/%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%ED%82%A4Primary-key%EC%99%80-%EC%99%B8%EB%9E%98-%ED%82%A4Foreign-key-%ED%9B%84%EB%B3%B4%ED%82%A4-%EC%8A%88%ED%8D%BC%ED%82%A4)

7. 뷰(View)
   - 뷰는 하나 이상의 테이블에서 선택한 열 및 행의 서브셋을 나타내는 가상 테이블입니다. 복잡한 쿼리나 특정 사용자에게 필요한 데이터만을 포함하는 뷰를 생성하여 보안 및 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

8. 트랜잭션(Transaction)
   - 트랜잭션은 데이터베이스에서 수행되는 작업의 논리적인 단위를 나타냅니다. 트랜잭션을 사용하여 데이터 일관성을 보장하고, 롤백과 커밋을 적절하게 활용하여 데이터베이스의 안정성을 유지할 수 있습니다.

이러한 구성요소를 조심스럽게 설계하고 관리함으로써 데이터베이스의 성능, 일관성, 보안 등을 효과적으로 관리할 수 있습니다.