[ 데이터베이스 이론 ] 공부 정리 - 1강. 연습문제

* 공부 정리일자 (2022년 8월 ~ 12월) 
- 책 : 데이터베이스 배움터 (ORACLE을 기반으로 하는) 연습문제 (일부)
- 개인적으로 공부 및 복습하면서 정리한 내용입니다. (사진 제외) 

1. 복습 (중요 키워드 위주)
* 복습 파트 : 1강. 

* 데이터베이스 개념 마인드맵 정리

데이터베이스 개념 마인드맵 정리

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2. 연습문제 
1) 연습 문제 1번 
 다음 용어들을 간략히 설명하라
 데이터, 데이터베이스, DBMS, 데이터베이스 시스템, 
 내포, 외연, 데이터베이스 관리자, 시스템 카탈로그, 기작성 트랜잭션, 데이터 독립성

(1) 데이터 
 컴퓨터가 처리할 수 있는 문자, 숫자, 소리, 그림 따위의 형태로 된 정보.

(2) 데이터베이스
데이터베이스는 
 조직체의 응용 시스템들이 공유해서 사용하는 운영 데이터 (operational data)들이 구조적으로 통합된 모임이다. 
 데이터베이스의 구조는 사용되는 데이터 모델에 의해 결정된다. 

(3) DBMS
* 데이터베이스 관리 시스템 (DBMS: Database Management System)
- 데이터베이스를 정의하고, 질의어를 지원하고, 리포트를 생성하는 등의 작업을 수행하는 시스템 소프트웨어.

(4) 데이터베이스 시스템
- 데이터베이스 시스템(DBS: Database System), 데이터를 통합과 공유할 수 있는 시스템 

(5) 내포
* 데이터베이스 스키마 (schema) 
- 전체적인 데이터베이스 구조를 뜻하며 자주 변경되지는 않음
- 데이터베이스의 모든 가능한 상태를 미리 정의
- 내포(intension)라고 부름

(6) 외연
* 데이터베이스 상태
- 특정 시점의 데이터베이스의 내용을 의미하며, 
   시간이 지남에 따라 계속해서 바뀜
- 외연(extension)이라고 부름

(7) 데이터베이스 관리자
- 데이터베이스 관리자 (DBA: Database Administrator)
- 데이터베이스 관리자는 조직의 여러 부분의 상이한 요구를 만족시키기 위해서 
 일관성 있는 데이터베이스 스키마를 생성하고 유지하는 사람(팀)

(8) 시스템 카탈로그
* 데이터베이스
- 조직체의 응용 시스템들이 공유해서 사용하는 운영 데이터들이 구조적으로 통합된 모임

- 시스템 카탈로그(또는 데이터 사전)와 저장된 데이터베이스로 구분할 수 있음
-- 시스템 카탈로그(system catalog)는 저장된 데이터베이스의 스키마 정보를 유지

(9) 기작성 트랜잭션
* 응용 프로그래머
- 데이터베이스 위에서 특정 응용(예, 고객 관리, 인사 관리, 재고 관리 등)이나 인터페이스를 구현하는 사람
- 고급 프로그래밍 언어인 C, 코볼 등으로 응용 프로그램을 개발하면서 
                                         데이터베이스를 접근하는 부분은 내포된 데이터 조작어를 사용
-  이들이 작성한 프로그램은 최종 사용자들이 반복해서 수행하므로 기작성 트랜잭션(canned transaction)이라 부름
(10) 데이터 독립성
- 상위 단계의 스키마 정의에 영향을 주지 않으면서 
   어떤 단계의 스키마 정의를 변경할 수 있음을 의미

* 논리적인 데이터 독립성 (logical data independence)
- 개념 스키마의 변화로부터  외부 스키마가 영향을 받지 않음을 의미

- 기존의 외부 스키마에 영향을 미치지 않고, 
   응용 프로그램을 다시 작성할 필요 없이 개념 스키마에 대한 변화가 가능해야 함

* 물리적인 데이터 독립성 (physical data independence)
- 내부 스키마의 변화가 개념적 스키마에 영향을 미치지 않으며, 
    따라서 외부 스키마(또는 응용 프로그램)에도 영향을 미치지 않음을 의미

- 내부 스키마의 변화의 예 : 화일의 저장 구조를 바꾸거나 인덱스를 생성 및 삭제

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2) 연습 문제 9번 
 만일 여러분이 비디오 테이프 또는 DVD 대여점을 운영하고 있다고 가정하자.
 어떤 정보를 데이터베이스에 관리해야 하는가?

1. 회원 번호 / 2. 회원 성함 / 3. 회원 상태(대출여부, OX연체) / 4. 회원 대출 번호 (대출한 비디오 테이프 고유번호)
5. 비디오 테이프 고유 번호 / 6. 회원 대출 횟수 등 

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3) 연습 문제 17번 
 화일 시스템에 비해서 DBMS가 갖는 장점과 단점을 각각 세 개씩 열거하라.

DBMS의 장점
- 중복성과 불일치가 감소됨
- 시스템을 개발하고 유지하는 비용이 감소됨
- 표준화를 시행하기가 용이
- 보안이 향상됨

- 무결성이 향상됨
- 조직체의 요구사항을 식별할 수 있음
- 다양한 유형의 고장으로부터 
   데이터베이스를 회복할 수 있음

- 데이터베이스의 공유와 동시 접근이 가능함

DBMS의 단점
- 추가적인 하드웨어 구입 비용이 들고, 
   DBMS 자체의 구입 비용도 상당히 비쌈
- 직원들의 교육 비용도 많이 소요됨
- 비밀과 프라이버시 노출 등의 단점이 존재할 수 있음

- 초기의 투자 비용이 너무 클 때, 
   오버헤드가 너무 클 때, 
   응용이 단순하고 잘 정의되었으며 
   변경되지 않을 것으로 예상될 때, 
   엄격한 실시간 처리 요구사항이 있을 때, 
   데이터에 대한 다수 사용자의 접근이 필요하지 않을 때는 DBMS를 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있음.

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4) 연습 문제 20번 
 데이터 정의어, 데이터 조작어가 무엇인가? 이들의 차이점은 무엇인가?

(1) 데이터 정의어 (DDL: Data Definition Language)
- 사용자는 데이터 정의어를 사용하여 데이터베이스 스키마를 정의
- 데이터 정의어로 명시된 문장이 입력되면 
   DBMS는 사용자가 정의한 스키마에 대한 명세를 시스템 카탈로그 또는 데이터 사전에 저장

(2) 데이터 조작어 (DML: Data Manipulation Language)
- 사용자는 데이터 조작어를 사용하여 데이터베이스 내의 원하는 데이터를 검색하고, 수정하고, 삽입하고, 삭제
- 절차적 언어(procedural language)와 비절차적 언어(non-procedural language)
- 관계 DBMS에서 사용되는 SQL은 대표적인 비절차적 언어 
- 대부분의 데이터 조작어는 SUM, COUNT, AVG와 같은 내장 함수들을 갖고 있음
- 데이터 조작어는 단말기에서 대화식으로 입력되어 수행되거나 
                   C, 코볼 등의 고급 프로그래밍 언어로 작성된 프로그램에 내포되어 사용됨

 

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5) 연습 문제 22번 
 데이터 독립성이 무엇을 의미하는가? 왜 데이터 독립성이 DBMS를 위해 중요한가?
 두 가지 종류의 데이터 독립성을 예를 들어 설명하라.

데이터 독립성
- 상위 단계의 스키마 정의에 영향을 주지 않으면서 어떤 단계의 스키마 정의를 변경할 수 있음을 의미

* 논리적인 데이터 독립성 (logical data independence)
- 개념 스키마의 변화로부터  외부 스키마가 영향을 받지 않음을 의미

- 기존의 외부 스키마에 영향을 미치지 않고, 
   응용 프로그램을 다시 작성할 필요 없이 개념 스키마에 대한 변화가 가능해야 함

* 물리적인 데이터 독립성 (physical data independence)
- 내부 스키마의 변화가 개념적 스키마에 영향을 미치지 않으며, 
    따라서 외부 스키마(또는 응용 프로그램)에도 영향을 미치지 않음을 의미

- 내부 스키마의 변화의 예 : 화일의 저장 구조를 바꾸거나 인덱스를 생성 및 삭제

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6) 연습 문제 24번 
 DBMS의 전형적인 시스템 아키텍처를 설명하라. 

(0) 데이터베이스 시스템 아키텍처* 데이터 정의어 컴파일러(DDL compiler) 모듈
- 데이터 정의어를 사용하여 테이블 생성을 요청하면 
   테이블을 파일 형태로 데이터베이스에 만들고, 이 테이블에 대한 명세를 시스템 카탈로그에 저장

* 질의 처리기(query processor) 모듈
- 데이터 조작어를 수행하는 최적의 방법을 찾는 모듈을 통해서 기계어 코드로 번역

* 런타임 데이터베이스 관리기(run-time database manager) 모듈
- 디스크에 저장된 데이터베이스를 접근

* 트랜잭션 관리(transaction management) 모듈
- 동시성 제어(concurrency control) 모듈
- 회복(recovery) 모듈