데이터 모델의 이해

데이터 모델링은 업무에서 관리할 데이터와 규칙을 찾아 데이터베이스 구조로 표현하는 과정입니다.

현업과 모델러는 요구사항을 함께 확인하고, 엔터티·속성·관계를 이용해 같은 업무를 같은 의미로 이해할 수 있는 모델을 만듭니다.

시험에서는 추상화·단순화·명확화 세 가지를 묻습니다. 최적화는 성능을 높이는 튜닝 개념이라 모델링의 특징에 들어가지 않습니다.

데이터 모델(Data Model)은 업무에서 관리할 대상과 관계를 데이터베이스 구조로 표현한 설계도입니다. 표의 모양만 그리는 작업이 아니라 업무 규칙을 함께 적어 두어, 데이터를 입력·수정·조회할 때 같은 의미를 유지하도록 돕습니다. 그래서 데이터 모델은 개발자와 업무 담당자가 데이터 구조를 놓고 의사소통하는 기준이 됩니다.

이 단원의 뒤쪽 예시는 도서관을 사용합니다. 도서관은 이용자, 도서, 대출 기록을 관리합니다. 이용자의 이름과 연락처는 이용자 정보에, 책 제목은 도서 정보에, 누가 어떤 책을 언제 빌렸는가는 대출 기록에 둡니다. 서로 다른 사실을 알맞은 곳에 보관하고 키로 연결하면 데이터가 늘어나도 관리하기 쉽습니다.

같은 업무도 무엇에 주목하는지에 따라 세 가지 관점으로 분석합니다. 데이터 관점(What), 프로세스 관점(How), 둘의 관계를 보는 상관 관점(Interaction)입니다. '기술 관점'은 이 분류에 없습니다.

도서관에 적용하면 데이터 관점은 '이용자·도서·대출 기록', 프로세스 관점은 '도서 등록·대출·반납', 상관 관점은 '대출 업무가 대출 기록을 생성하고 반납 업무가 반납일을 수정한다'로 설명할 수 있습니다.

상관 관점은 CRUD 매트릭스로 정리합니다. 행에는 업무, 열에는 데이터(엔터티)를 놓고 업무가 그 데이터를 생성(C)·조회(R)·수정(U)·삭제(D) 중 무엇을 하는지 적습니다.

모델은 업무의 큰 그림에서 시작해 구조와 규칙을 구체화하고, 목표 DBMS에 맞춘 구현 설계로 이어집니다.

시험에서는 앞 글자를 따서 개-논-물로 기억하면 편합니다. 도서관이라면 개념적 모델링에서 이용자·도서·대출이라는 대상과 그 관계의 큰 그림을 잡고, 논리적 모델링에서 이용자번호·도서번호·대출번호·대출일 같은 속성과 PK·FK·정규화를 검토하며, 물리적 모델링에서 VARCHAR2, NUMBER, DATE 같은 Oracle 자료형과 제약조건·인덱스를 정합니다.

ERD(Entity Relationship Diagram)는 엔터티와 그 사이의 업무 관계를 그림으로 표현합니다. 다음 순서로 구조를 만들고 업무 규칙을 확인합니다.

ERD는 그리는 표기법에 따라 기호가 다릅니다. 시험에는 피터 첸 표기법의 기호가 나옵니다. 엔터티는 사각형, 속성은 타원, 관계는 마름모입니다. 실무에서 많이 쓰는 IE(까마귀발) 표기법은 관계를 선으로 그립니다.

데이터의 의미와 제약을 일관되게 표현하고 불필요한 중복을 줄이면 업무 변화에 대응하기 쉬워집니다.

정규화는 함수 종속성을 분석해 중복과 삽입·수정·삭제 이상을 줄이는 설계 방법입니다. 요구사항이 빠짐없이 반영되었는지도 현업과 함께 확인해야 합니다.

데이터 품질을 유지하려면 이름·정의·형식·허용값 등의 표준을 정하고 입력 및 운영 과정에서 지키도록 관리합니다.

도서관 예로 보면, 같은 연락처를 여러 대출 행에 복사하면 중복이 생기고, 도서 수만큼 컬럼을 고정해 두면 구조를 바꾸기 어려운 비유연성이 생기며, 여러 곳에 저장된 연락처가 서로 다르면 비일관성이 생깁니다.

도서관이 처음에는 한 사람의 대출 정보를 한 행에 몰아서 저장했다고 해 봅시다. 도서1, 도서2, 도서3처럼 칸을 미리 정하면 어떤 이용자는 칸이 모자라고 다른 이용자는 대부분의 칸이 비게 됩니다. 같은 사람이 다시 빌릴 때마다 이름·연락처도 반복됩니다.

아래는 개선 전의 예시 입력 구조입니다. 이용자의 연락처를 바꾸려면 그 이용자가 들어 있는 여러 행을 모두 찾아 고쳐야 합니다. 한 행에 여러 도서를 위한 반복 컬럼을 두는 방식은 데이터 확장과 유지보수에 불리합니다.

개선 후에는 이용자(LIB_READER)와 도서(LIB_BOOK)를 따로 관리하고, 대출 사실을 대출(LIB_LOAN)에 한 행씩 기록합니다. 책을 한 권 더 빌려도 컬럼을 새로 만들 필요 없이 대출 행을 추가하면 되고, 이용자 연락처와 책 제목은 각 엔터티의 한 곳에서만 관리합니다.

ANSI-SPARC의 3단계 스키마는 데이터베이스를 사용자 관점, 통합된 논리 구조, 물리 저장 구조로 나누어 설명합니다.

도서관 이용자는 자신이 빌린 책만 보고, 사서는 반납 예정일과 관리 정보까지 봅니다. 이렇게 사용자마다 다른 외부 스키마를 제공해도 안쪽에서는 같은 도서관 데이터 구조를 씁니다. SQL의 VIEW는 외부에 필요한 데이터 형태를 제공하는 대표적인 수단이지만, 외부 스키마가 반드시 VIEW 하나와 일치하는 것은 아닙니다.

데이터 독립성은 모든 변경이 무조건 영향을 주지 않는다는 뜻이 아니라, 수준 사이의 변경 영향을 분리한다는 취지로 이해합니다.