DB(Database)와 DBMS (Database Management System)에 대한 간단한 설명

 데이터베이스가 존재하기 이전에는 파일 시스템을 이용해서 데이터를 관리하였다. 하지만 파일의 구조가 응용 프로그램에 반영되어 있기 때문에 데이터나 프로그램 중 하나가 바뀌면 다른 하나도 수정해야 하는 번거로움이 있었다. 또 프로그램마다 별도의 파일로 관리해야 하기 때문에 데이터가 중복되거나, 하나의 파일에 여러 개의 응용프로그램이 접근하여 사용할 수가 없었다. 이는 프로그램을 개발하거나 유지보수를 할 때 문제가 되었다.
 그러다가 저장한 데이터를 생성하거나 삭제, 수정, 관리하기 편하게 하고, 허가된 사용자는 동시에 접속도 가능하고, 무엇보다도 데이터가 프로그램에 종속적이지 않고 프로그램이 종료되더라도 사라지지 않게 할 수는 없을까 해서 만들어진 것이 데이터베이스이다.

 데이터베이스(Database)는 여러 사용자들이 공유하고 사용할 목적으로 파일 형태로 흩어져 있던 데이터들을 하나로 모아서 통합 관리되는 데이터의 집합이다. 그리고 이 사용자들이 데이터베이스에 접근할 수 있도록 데이터베이스를 관리하는 소프트웨어를 DBMS(Database Management System)라고 한다.

 

 DB의 특징

 파일 시스템의 한계를 극복하기 위해 만들어진 것인만큼, 데이터베이스는 데이터의 독립성, 무결성, 보안성, 중복 최소화를 유지한다는 특징을 가지고 있다.

 데이터의 독립성은 데이터베이스 구조의 변화나 데이터의 저장 위치 등이 변해도 응용 프로그램에는 아무런 영향을 미치지 않아야 한다는 것이다. 즉, 파일에 접근하는 방식이 응용프로그램 내에 표현되었던 파일시스템과는 달리 응용프로그램이 데이터에 종속되지 않는 것이다.
 데이터의 무결성은 데이터의 중복이나 누락이 없고, 원인과 결과의 의미가 연속적으로 일관적인 상태를 말한다.
 데이터의 보안성은 허가된 사용자만이 데이터베이스에 접근할 수 있도록 하는 것이고, 파일 시스템의 문제였던 것 중 하나인 데이터의 중복을 최소화할 수 있다.

 

 DB의 종류

데이터베이스는 다양한 종류가 있는데, 제일 흔하게 사용되는 데이터베이스는 관계형 데이터베이스(Relational Database, RDBMS)이다. Oracle, MySQL, MariaDB등이 관계형 데이터베이스다. 관계형 데이터베이스는 테이블(table)로 데이터를 저장하고, 알다시피 테이블은 하나 이상의 열(column)과 행(row)으로 이루어져 있다. 테이블에는 모든 데이터가 각 레코드를 대표할 수 있는 고유 값인 PK(Primary Key, 고유키)가 존재한다. 우리의 주민등록번호나 대학 학번도 PK라고 할 수 있다. 이 PK값을 참조해서 다른 테이블과 서로 연결할 수도 있다.

 NoSQL(Non-relational SQL) 데이터베이스는 관계형 데이터베이스보다 덜 제한적이고, key와 value값 형태로 저장하고, key를 사용해 데이터 관리 및 접근을 한다.

 계층형 데이터베이스는 데이터의 관계를 트리 구조로 정의하고, 부모/자식 형태를 갖는 구조이다. 풀어서 말하면 상위의 레코드가 복수의 하위 레코드를 갖는 구조이다. 하지만 이 데이터베이스는 데이터가 중복될 수도 있다는 단점이 있다.

 네트워크형 데이터베이스는 계층형 데이터의 데이터 중복 문제를 해결했고, 레코드 간의 다양한 관계를 네트워크같이 그물 형태로 갖는 구조이다. 하지만 복잡한 구조 때문에 추후에 구조를 변경한다면 많은 어려움이 따른다.

 그 외에도 다양한 데이터베이스가 있다. 그래프 데이터베이스(Graph DB)는 관계와 방향을 나타낼 수 있고, Document 데이터베이스는 관계형 데이터베이스보다 좀 더 자유롭고 정규화 없이 쓰고 분산처리를 잘해준다. 하지만 중복을 없애지 않기 때문에 오류가 좀 많고 데이터베이스간 일관성이 떨어진다는 단점이 있다.  Column-family 데이터베이스는 관계형 데이터베이스처럼 table 형식인데 더 자유롭다. 대신 마찬가지로 중복처리를 하지 않아서 복제와 분산은 잘해주지만 데이터의 일관성이 부족하다. Search Engine은 index 보관에 특화된 DBMS이다. 실시간 검색어 연관 검색어 같은 빠른 검색에 최적화 되어있다.

데이터베이스는 종류가 다양해서 상황과 목적에 맞게 올바른 데이터베이스를 선택할 수 있어야 한다. 실제로 영국에서 거의 16,000건의 코로나 사례가 보고되지 않은 일이 있었는데, 그 이유는 확진자 수 관리를 맡은 에이전시가 정식 DBMS를 쓰지 않고 엑셀을 사용해서였다. 엑셀은 동시 접근이 안되고 처리할 수 있는 레코드 수에 한계가 있기 때문에 DBMS로 보지는 않지만, 데이터의 양을 고려하여 적합한 DBMS를 선택했다면 발생하지 않을 문제였다.

 

 RDBMS에서 쓰는 언어 SQL

RDBMS에서, 즉 관계형 데이터베이스를 관리하고 사용할 때 사용하는 언어를 SQL(Structured Query Language, 구조적 질의 언어)이라고 한다. SQL은 기본적으로 대소문자를 구분하지 않지만, 종류에 따라 또는 데이터베이스나 필드명에 대해서는 대소문자를 구분하기도 한다. SQL 명령은 반드시 세미콜론(;)으로 끝나고, 고유값은 따옴표(“)로 감싸줘야 한다.

 SQL은 데이터를 제어하는 DCL (Data Control Language)과 데이터를 정의하는 DDL (Data Definition Language), 그리고 데이터베이스의 데이터를 조작하는 DML (Data Manipulation Language) 이 있다. DCL에는 grant(권한 주기), revoke(권한 박탈), commit(확실한 실행), rollback(원복) 등이 있고, DDL에는 create, alter, drop, truncate 등이 있고, DML에는 select, insert, update, delete 등이 있다.

 우선 제일 먼저 해야 하는 것은 데이터베이스 생성하고 사용하는 것이다. create database DB이름; 으로 데이터베이스를 생성해주고, use DB이름; 명령어를 통해 데이터베이스를 사용하도록 해준다.
 그리고 이제 테이블을 만들어야 하는데, 테이블을 생성할 때는 create 명령어를 통해 만들어주고, 그 안에는 열이름과 데이터타입, null허용여부 그리고 기타 속성이 있으면 차례로 입력해주면 된다. 만약 열의 이름이나 속성을 변경하고 싶다면 alter 명령어를 사용해 변경하거나, drop 명령어로 테이블 자체를 없앴다가 다시 만들 수도 있다.
 테이블을 만들었으면 이제 테이블 안에 데이터를 입력해주면 되는데, 데이터 입력은 insert into 테이블 이름 values (데이터); 로 넣어주고, 입력한 데이터를 삭제하고 싶다면 delete from 테이블이름 where PK값; 을 사용해주면 된다.
 PK는 Primary Key(고유키)로, 테이블 행의 여러 정보들 중에 행을 식별하고 대표할 수 있는 값이다. 그렇기 때문에 비어 있어도 안 되고 중복되어서도 안된다. PK를 다른 테이블에 참조해서 사용할 수도 있는데, 이때 참조 테이블에서 참조되는 값을 FK(Foreign Key, 외래키)라고 한다. PK값을 사용해야 원하는 데이터가 딱 하나만 삭제되기 때문에 PK값을 사용하는 것이 좋다. 입력한 데이터를 수정하고 싶다면 update 테이블이름 set 수정하고싶은열이름='수정후데이터' where 수정하고싶은열이름='수정전데이터'; 로 수정할 수 있다.
 마지막으로 테이블에서 데이터를 가져와서 읽는 법은 select 명령어를 사용한다 원하는 데이터들을 자주 사용한다면 view를 만들어서 더 편하게 데이터를 불러올 수도 있고, join을 통해 많은 데이터들을 연관해서 불러올 수 있다.

SQL문은 데이터베이스마다 조금씩 다르다. 하지만 표준 SQL은 같기 때문에 하나를 익혀두면 다른 데이터베이스에서도 문법 다른 것만 주의해서 사용하면 어렵지 않게 사용할 수 있다.