[Database] Data Model & Schema

Data Model
데이터 추상화를 달성하기 위해 필요한 수단 제공
데이터베이스의 구조(data types, relationships), 이런 구조를 조작하기 위한 연산, 데이터베이스가 가져야 할 제약조건의 집합으로 구성

📚 Data Model 종류

• Conceptual data models
  다수의 사용자가 데이터를 인식하는 방법과 비슷하게 개념(entity, attribute, relationship 등)을 제공
  entity-based or object-based data model이라고도 불림 (ER model)
  high-level, semantic
• Physical data models
  데이터가 컴퓨터 저장매체에 어떻게 저장되는지에 관한 자세한 정보들을 제공
  low-level, internal
• Implementation data models
  개념적 모델을 컴퓨터가 처리할 수 있도록 변환
  관계형데이터모델, 네트워크/계층 모델 등이 있음
  representational, logical
• Self-Describing data models
  데이터 description과 데이터 값들을 연결
  NoSQL 시스템에서 주로 사용

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📜 Schema & Instance

Database Schema

데이터베이스 구조, 데이터 타입, 제약조건에 대한 설명을 기술한 메타데이터의 집합으로
데이터베이스 설계 중 지정되면 거의 변경되지 않음

Database Instance

특정한 순간에 데이터베이스에 저장되어 있는 실제 데이터로
Database State라고도 불림

Initial Database State : DBMS에 처음 불려왔을 때의 state
Valid State : 데이터베이스의 구조와 제약조건을 만족하는 state

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🚦 Three-Schema Architecture

DB 시스템의 주요 특징

[Database] DB? DBMS??

중 1 ~ 3번을 만족하기 위한 구조로 사용자 어플리케이션과 물리적 데이터베이스를 분리시키기 위한 목적을 가지고 있다.

• Internal(physical) Schema
  물리적인 storage 구조와 접근 경로에 대해 설명한다.
  일반적으로 physical data model을 사용
• Conceptual(logical) Schema
  전체 데이터베이스의 구조와 제약조건들에 대해 설명한다.
  일반적으로 conceptual(ex. ER) 이나 implementation(ex. relational) data model을 사용
• External(view level) Schema
  다양한 사용자 뷰에 대해 설명한다.
  보통 conceptual schema와 같은 데이터 모델을 사용하고, 사용자가 관심있어 하는 부분에 대해서만 보여주고 나머지는 숨긴다.

실제로 요청이 들어오면 그 요청을 데이터로 변환하기 위해 Mapping이 필요하다.
실제 데이터는 physical level에만 존재하기 때문에 external schema로부터 요청이 들어오면 conceptual schema를 거쳐 internal schema에서 실제 데이터에 접근해 요청을 수행한다.

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🏳 Data Independence

데이터베이스 시스템에서 한 level의 schema가 변경되었을 때, 다른 상위 level의 schema 변경이 필요하지 않도록 독립되어 있는 것
상위 스키마의 변경 없이 해당 스키마와 상위 레벨 스키마 사이의 mapping만 변경하면 된다.

• Logical data independence
  external schema 변경 없이 conceptual(logical) schema를 변경할 수 있는 능력
• Physical data independence
  conceptual(logical) schema 변경 없이 internal(physical) schema를 변경할 수 있는 능력