관계형 데이터베이스의 설계 과정은 요구사항 분석, ER 모델을 이용한 개념적 설계, 논리적 설계, 그리고 물리적 설계 과정으로 구성된다. 논리적 설계과정은 ER 다이어그램으로 구성된 개념적 스키마를 관계형 스키마로 전환하여 정규화시키는 과정으로 이루어진다. 이런 기존의 설계 과정에서 요구사항의 분석 후 개념적 스키마를 도출하는 개념적 설계 과정이 명확치 않음으로 인해서, 실제 데이터베이스 설계현장에서 적용하기 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 작업과정이 모호한 개념적 설계를 제거함으로 보다 체계적으로 데이터베이스 스키마를 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 구조적 설계 방법을 이용하여 자료 흐름도를 작성하고, 자료흐름도의 자료저장소에 파악된 애트리뷰트를 이용하여 관계합성으로 관계형 스키마를 도출한다. 관계형 스키마를 정규화하고, 정규화된 테이블로부터 데이터의 의미를 파악하여 테이블 관계도를 작성함으로써 최종 논리적 스키마를 결정한다.
관계형 데이터베이스의 설계 과정은 요구사항 분석, ER 모델을 이용한 개념적 설계, 논리적 설계, 그리고 물리적 설계 과정으로 구성된다. 논리적 설계과정은 ER 다이어그램으로 구성된 개념적 스키마를 관계형 스키마로 전환하여 정규화시키는 과정으로 이루어진다. 이런 기존의 설계 과정에서 요구사항의 분석 후 개념적 스키마를 도출하는 개념적 설계 과정이 명확치 않음으로 인해서, 실제 데이터베이스 설계현장에서 적용하기 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 작업과정이 모호한 개념적 설계를 제거함으로 보다 체계적으로 데이터베이스 스키마를 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 구조적 설계 방법을 이용하여 자료 흐름도를 작성하고, 자료흐름도의 자료저장소에 파악된 애트리뷰트를 이용하여 관계합성으로 관계형 스키마를 도출한다. 관계형 스키마를 정규화하고, 정규화된 테이블로부터 데이터의 의미를 파악하여 테이블 관계도를 작성함으로써 최종 논리적 스키마를 결정한다.
The design process of a relational database system consists of requirement analysis, conceptual design using ER diagram, logical design, and physical design. In logical design process, the conceptual schema is transformed to relational schema, and relational schema is normalized. This traditional de...
The design process of a relational database system consists of requirement analysis, conceptual design using ER diagram, logical design, and physical design. In logical design process, the conceptual schema is transformed to relational schema, and relational schema is normalized. This traditional design process is hard to applied in real database design process, since there is an ambiguity in conceptual design process. In this paper, we suggest a new design process, which provides more structural design steps by removing the conceptual design process. In new approach, we produce the data flow diagram by the structural methodology. From the attributes in the data store of data flow diagram, we construct relational table schema, and we normalize relational schema. Finally we produced table relationship diagram in order to figure out relationships between tables.
The design process of a relational database system consists of requirement analysis, conceptual design using ER diagram, logical design, and physical design. In logical design process, the conceptual schema is transformed to relational schema, and relational schema is normalized. This traditional design process is hard to applied in real database design process, since there is an ambiguity in conceptual design process. In this paper, we suggest a new design process, which provides more structural design steps by removing the conceptual design process. In new approach, we produce the data flow diagram by the structural methodology. From the attributes in the data store of data flow diagram, we construct relational table schema, and we normalize relational schema. Finally we produced table relationship diagram in order to figure out relationships between tables.
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문제 정의
본 논문에서 새로운 데이터베이스의 설계 방법을 설명하기 위한 예로 커피 가공회사의 원료 구매와 제품 판매를 관리하기 위한 데이터베이스 시스템을 설계한다. 시스템의 배경도 는 그림 4와 같다.
본 논문에서 제안하는 데이터베이스의 설계 방법 의 특징은 기존 설계 방법에서 체계적으로 수행하기 힘들었던 개념적 설계를 배제하고, 지금까지 잘 발달된 여러 가지 설계 기법을 재구성하여 보다 체계적이고 합리적인 단계를 거쳐서 데이터베이스를 설계하는 방법을 제시하는데 있다. 또한 데이터베이스의 설계를 데이터 위주 설계 방법이나 기능위 주 설계 방법으로 구분하여 선택적인 방법으로 수행하는 것을 탈피해서, 두 가지 방법을 통합적으로 동시에 수행하는 것이다.
본 논문에서는 ER 모델을 이용한 개념적 설계의 문제점을 해결하기 위해서, 개념적 설계 과정을 배제하고 데이터베이스 설계를 할 수 있는 방법을 제시한다.
본 논문에서는 기존의 데이터베이스 설계 방법인 ER 모델을 이용한 개념적 설계를 거친 다음 논리적 설계에서 데이터베이스 스키마를 도출하는 방법의 문제점을 지적하고, 새로운 데이터베이스 스키 마 설계 방법을 제시했다. 기존의 개념적 설계에서는 ER 스키마를 설계하기 위해서 필요한데이터를 문장으로 기술하는 작업의 어려움과 ER 다이어그램 작성 시엔티티와 관계성을 도출할 때 논리적인 방법이 없기 때문에 실제 현장에서 사용하기 어려운 문제점이 있다.
실제의 설계에서는 알려진 기존의 설계 방법보다는 주로 설계자의 개인적 경험에 의하여 데이터베이스가 설계되고 있으므 로, 현장에 적합한 설계 방법이 개발이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 설계 방법에 대한 문제를 논하고, 문제점을 제거하기 위한 새로운 관계형 데 이터베이스 설계 방법을 제시한다. 제안되는 설계 방법에서는 구조적 방법[3, 4, 13]을 이용하여 시스템 요구사항의 분석과 설계를 수행한다.
생산부는 커피 원두로 커피믹스 제품을 생산하는 역할을 한다. 본 시스템에서는 생산부의 세부 기능은 생략하고, 단지 원두의 소모나 제품의 제고만을 보여주는 역할을 한다. 커피 원두의 제고는 매주 한 번씩 체크되어, 재고량이 일정량 이하로 떨어지면 원두 구매가 발주된다.
또한 데이터베이스의 설계를 데이터 위주 설계 방법이나 기능위 주 설계 방법으로 구분하여 선택적인 방법으로 수행하는 것을 탈피해서, 두 가지 방법을 통합적으로 동시에 수행하는 것이다. 실제로 정보 시스템을 어느 한쪽 방향에 치우쳐 설계하는 것은 장단점을 모두 가짐으로 바람직하지 못하기 때문에, 본 논문에서는 두 가지 방법을 동시에 통합할 수 있는 방법을 제안한다.
가설 설정
. 모든 입력 자료는 자료저장소에 저장되어야 하고, 모든 출력자료는 자료저장소로부터 산출할 수 있어야 한다.
제안 방법
제안되는 설계 방법에서는 구조적 방법[3, 4, 13]을 이용하여 시스템 요구사항의 분석과 설계를 수행한다. 구조적 기법의 결과로 작성된 자료흐름도를 이용하여 데이터베이스 스키마를 설계한다. 자료흐름도 내의 자료 저 장소로부터 데이터 베이스의 스키 마를 설계하고, 처리기를 이용하여 응용 프로그램을, 그리고 자료 흐름 선을 이용하여 데이터베이스 시스템에서 필요한 입출력을 설계한다.
따라서 기존의 ER 모델을 이용한 개념적 설계를 수행하지 않는 것이다. 대신 스키마가 도출된 후 ER 스키마와 유사한 테이블 관계도를 이용하여 데이터 사이의 관계를 파악한다. 이 설계 과정에서는 자료 흐름선 을 이용하여 입출력 설계를 할 수 있으며, 처리기를 기반으로 트랜잭션을 설계할 수 있다.
데이터베이스의 설계에서 기능의 파악 없이 데이터만의 도출이 사실상 쉽지 않으며, 업무의 파악에서 기능과 데이터가 동시에 도출된다는 점에서 본 연구에서는 구조적 기법을 이용한 기능 중심 접근 방법을 사용한다. 구조적 기법으로 작성되는 자료 흐름도의 자료저장소에는 데이터베이스 시스템에 필요한 모든 애 트리 뷰트가 파악되어 있기 때문에, 데 이 터중심 접근방법 에서 와 마찬가지로 데이터에 초점을 맞출 수 있다.
하향식 설 계방법의 문제는 ER 모델이 실제의 데이터베이스 설계에서 별로 사용되지 않고 있으며, 실제의 설계에서 많은 경우 개념적 스키마의 설계 없이 바로 논리적 설계에 들어간다. 따라서 본 논문에서는 하 향식 설계 방법을 사용하지 않고, 자료저장소를 구축하면서 파악된 애 트리 뷰트를 이용하여 관계합성 방법으로 데이터베이스 스키마를 설계한다.
본 논문에서 제안하는 설계 방법에서는 기존에 잘 개발된 구조적 설계 방법을 이용하여 단계적으로 관계형 데이터베이스 스키마를 설계할 수 있다. 먼저 구조적 설계 방법을 적용하여 자료 흐름도, 자료 사전, 미니 명세서를 작성한다. 자료 저장소로부터 관계 합성에 의해서 테이블을 도출하여 정규화하고, 각 테이블 사이의 관계를 파악하여 테이블 관계도를 작성한다.
데이터 테이블은 ER 모델에서 엔티티 테이블에 해당하고, 링크 테이블은 두 엔티티 사이의 관계를 맺어주는 관계성 테이블에 해당한다. 먼저 자료저장소에서 엔티티가 될 수 있는 애 트리 뷰트를 모아 데이터 테이블을 작성하고, 사용기관의 업무 내용을 파악하여 링크 테이블을 작성한다. 위의 구매업무를 위한 자료흐름도에는 다섯 개의 자료저장소가 있다.
기존의 개념적 설계에서는 ER 스키마를 설계하기 위해서 필요한데이터를 문장으로 기술하는 작업의 어려움과 ER 다이어그램 작성 시엔티티와 관계성을 도출할 때 논리적인 방법이 없기 때문에 실제 현장에서 사용하기 어려운 문제점이 있다. 본 논문에서 제안하는 설계 방법에서는 기존에 잘 개발된 구조적 설계 방법을 이용하여 단계적으로 관계형 데이터베이스 스키마를 설계할 수 있다. 먼저 구조적 설계 방법을 적용하여 자료 흐름도, 자료 사전, 미니 명세서를 작성한다.
기존 ER 모델을 이용한 개념적 스키마는 관계 데이터베이스 스키마를 설계하기 이전 단계로 사용되었다. 본 논문에서는 이 과정을 생략하고 자료 흐름도의 자료저장소로부터 관계 스키마를 관계합성에 의해서 설계했다. 스키마를 생성한 다음 단계는, 각 테이블 사이의 관계를 파악하여, 테이블 사이의 외래키를 찾아서 참조 무결성 제약조건을 설정하고, 테이블 사이의 참여 차수 (degree of participation)와 참여비율(cardinality ratio)를 알아보아야 한다.
이것을 자료 보존의 법칙이라고 한다. 본 설계 방법에서는 자료저장소를 이용하여 관계합성을 통한 데이터베이스를 설계하기 때문에 자료 보존의 법칙을 다음과 같이 수정한다.
설명을 간략화하기 위해서, 구매업무에 관한 부분만으로 데이터베이스 스키마를 설계한다. 구매 업무의 최하위도 는 그림 6과 같이 작성할 수 있다.
스키마를 생성한 다음 단계는, 각 테이블 사이의 관계를 파악하여, 테이블 사이의 외래키를 찾아서 참조 무결성 제약조건을 설정하고, 테이블 사이의 참여 차수 (degree of participation)와 참여비율(cardinality ratio)를 알아보아야 한다. 이를 위해서 이미 도출된 8개의 테이블을 하나씩 차례로 비교하여 각각의 두 테이블 사이의 관계를 알아낸다. 결과는 그림 7과 같다.
먼저 구조적 설계 방법을 적용하여 자료 흐름도, 자료 사전, 미니 명세서를 작성한다. 자료 저장소로부터 관계 합성에 의해서 테이블을 도출하여 정규화하고, 각 테이블 사이의 관계를 파악하여 테이블 관계도를 작성한다. 자료 흐름선 으로부터 데이터베이스 시스템의 입출력을 설계하고, 미니 명세서로부터 응용프로그램을 설계할 수 있다.
구조적 기법의 결과로 작성된 자료흐름도를 이용하여 데이터베이스 스키마를 설계한다. 자료흐름도 내의 자료 저 장소로부터 데이터 베이스의 스키 마를 설계하고, 처리기를 이용하여 응용 프로그램을, 그리고 자료 흐름 선을 이용하여 데이터베이스 시스템에서 필요한 입출력을 설계한다. 스키마의 설계는 자료저장소의 애 트리 뷰트를 이용하여 초기 테이블을 도출하고, 함수적 종속성을 이용하여 키를 찾아내고 정규화를 수행한다.
스키마의 설계는 자료저장소의 애 트리 뷰트를 이용하여 초기 테이블을 도출하고, 함수적 종속성을 이용하여 키를 찾아내고 정규화를 수행한다. 정규화된 테이블로부터, 각 테이블 사이의 관계를 파악하여 테이블 관계도를 작성한다. 테이블 관계도는 기존의 시스템 설계에서 ER 스키마와 같으며, 데이터베이스의 무결성을 설정하는 기초 자료로 사용된다.
본 논문에서는 기존의 설계 방법에 대한 문제를 논하고, 문제점을 제거하기 위한 새로운 관계형 데 이터베이스 설계 방법을 제시한다. 제안되는 설계 방법에서는 구조적 방법[3, 4, 13]을 이용하여 시스템 요구사항의 분석과 설계를 수행한다. 구조적 기법의 결과로 작성된 자료흐름도를 이용하여 데이터베이스 스키마를 설계한다.
이춘식[5]은 프로세스 모델링과 ER 모델링을 상호보완적으로 병행하여 데이터 스키마의 설계를 시도했다. 조규익回은 기능 중심적 모델링과 데이터 중심적 모델링 가운데 데이터 중심적 설계의 융통성을 장점으로 ER 모델을 기반으로 설계했다. Hernandez[12]는 현장에서 쌓은 경험을 중심으로 체계적인 정규화 과정이나 개념적 설계 없이 관계 테이블을 설계했으나, 저서에서는 ER 모델을 따랐다고 기술했다.
대상 데이터
외부 인터페이스로는 공급자, 고객, 생산부, 운송자, 회계과가 있다. 공급자는 커피 원두를 공급하고, 고객은 가공된 커피믹스 제품을 구입한다. 운송자 는 커피원두나 커피믹스 제품을 운반하는 관련자이며, 회계과에서는 구입한 커피 원두의 가격을 지불한다.
이론/모형
그림 3은 본 논문에서 제안하는 새로운 데이터베이스 스키마 설계 방법이다. 먼저 시스템 분석과 설계 방법으로는 일반적으로 많이 사용되는 구조적 방법[3]을 이용한다. 구조적 기법으로 작성된 자료흐름도의 자료저장소에는 시스템이 필요로 하는 모든 애 트리 뷰트가 도출된다.
성능/효과
자료 흐름선 으로부터 데이터베이스 시스템의 입출력을 설계하고, 미니 명세서로부터 응용프로그램을 설계할 수 있다. 새로운 방법을 사용함으로써, 시스템의 설계에서 기능적인 설계와 데이터 중심적인 설계를 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 소프트웨어 공학에서 개발된 구조적 설계 방법을 데이터베이스 설계에 도입함으로써, 논리적인 비약 없이 단계적으로 스키마를 도출할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 구조적 방법을 이용하여 요구사항을 분석 또는 설계할 경우, 자료흐름도로부터 ER 다이어그 램을 작성할 수 있는 체계적인 알고리즘이 존재하지 않는다. 구조적 방법으로 업무분석을 한 후 ER 모델로 개념적 설계를 한 경우는[7, 13], 자료흐름도 작성 이후 논리적인 단계를 거치지 않고 별도로 작성된 ER 스키마가 설명된다.
Chen, P. [1976] 'The Entity Relationship Model-Toward a Unified View of Data,' TODS, 1/1, pp. 9-36, March 1976
Codd, E.[1970] 'A Relational Model for Large Shared Data Banks,' CACM, 13/6, pp. 377-387, June 1970
Date, C. 'Entity/Relationship Modeling and the Relational Model.' in C. Date and Hugh Darwen, Relational Database Writings 1989-1991, Mass.; Addison-Wesley, 1992
Elmasri, R. & Navathe, S. Fundamentals of Database Systems, Addison-Wesley, 2000
Hernandez, M. Database Design for Mere Mortals, Addison-Wesley, 1997
Kendall, P. Introduction to Systems Analysis & Design: A Structured Approach IRWIN, 1994
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