Doocong's Journey

Intoduction

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Database

데이터베이스란?

실제 세계의 어떤 모습을 모델링하는 서로 연관된 데이터의 모음

데이터베어스는 모든 어플리케이션에서 사용하는 가장 기본적인 Component 임

Example: Flat File Strawman

CSV(Comma-Seperated Value)가 가장 기본적인 형태의 DB

# Artist(name, year, country)
"Wu Tang Clan", 1992, "USA"
"Notoriius BIG", 1992, "USA"
"Ice Cube", 1989, "USA"

엘범도 위와 같이 유사한 형태로 csv 작성 가능, 만약에 검색 기능을 작성한다면?

# Get the year that Ice Cube went solo.
for line in f.readlines():
  record - line.split(",")
  if "Ice Cube" -- record[0]:
    print(int(record[1]))

위와 같은 접근방식은 여러가지 측면에서 문제가 있음

Problem(1): Data Integrity

어떻게 Artist의 이름이 모든 앨범에 걸쳐서 같은지 보장할 것인가? 만약 “ICE CUBE” 라고 적혀있다면?
만약 Year 열에 integer가 아닌 값이 들어있다면?
만약 여러 Artist를 하나의 Album에 맵핑하고 싶다면?

Problem(2): Implementation

특정 Record를 찾기 -> 성능문제: 데이터가 커지면 치명적으로 변함
Python으로 구현했는데, 새로운 Application이 필요해지면? -> 재사용 불가
Concurrency 문제

Problem(3): Durability

만약 Update 중 Exeception이 발생하면?
Replica를 이용하고 싶다면?

DBMS

Database Management System

데이터를 저장, 분석할 수 있게 만든 소프트웨어

초기에는 사람이 Computing Power보다 쌌기 때문에, Database라고 할 만한것을 사람이 직접 매번 작성했음.

Ted Codd가 초기 데이터베이스를 제안하는 논문을 씀.

What is Relation Model

Ted Codd는 Maintanace를 없애기 위해서 Database에 대한 추상 개념을 제안.

이게 Relation Model인데 이 Relation은 말하자면 Table임.

초기에는 사람이 Database 보다 더 효율적으로 구현했지만, 지금은 DB가 훨씬 더 잘함.

Database는 간단한 자료구조로 저장된다.
High-level Language로 접근 한다.
어떻게 저장할지에 대한 문제 -> Impelementation 문제로 제한 -> 이렇게 하면 Application 입장에서는 아래쪽의 변화를 신경쓸 필요가 없음

Data Models

용어정리

data model: DB에서 데이터를 수식(Describing)하기 위한 개념들의 집합
schema: 주어진 data model을 사용하는 데이터들에 대한 수식(Description)

종류

SQL: Relational
NoSQL
- Key/Value
- Graph
- Column-family
ML: Array / Matrix
Obsolete / Rare
- Hierarchical
- Network

Relation model

Structure: 어떤 식으로 관계와 내용이 정의되어 있는가?
Integrity: 모든 데이터가 제약조건을 확실히 만족하는가?
Manipulation: 어떻게 데이터를 접근, 조작하는가?

만약 Table이 아래와 같다면?

name	year	country
Wu Tang Clan	1992	USA
Notorious BIG	1992	USA
Ice Cube	1989	USA

Relation: 위 테이블 자체, 각 Entry(관계) 들의 Unordered Set
- 즉 N-ary Relation == Table with n columns
Tuple: 각 Entry(Row)들을 Tuple로 나타냄
- 각각의 Value는 일반적으로 atomic이거나 scalar임
- NULL은 모든 domain에 속할 수 있는 특별한 값임
Primary Key: 각 tuple이 가지고 있는 고유한 값. 어떤 DBMS는 primary key를 정의하지 않으면 알아서 만듬.
Foreign Key: 다른 Table의 Primary Key를 가지는 Attribute.

Data Manipulation Language(DML)

어떻게 DB에 접근하고 데이터를 저장할 것인가?

Procedural(Relational Algebra): 쿼리가 어떻게 데이터를 찾을지 전략(Strategy)까지 정의
Non-Procedural(Relational Calculus): 쿼리는 어떤 데이터를 찾을지만 정해줌

CMU database (1) - Relation Model