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Overview of Database Management System

What is DB?

DATA vs INFORMATION 

• DATA : 단순한 관찰이나 측정 등의 수단을 통해 현실 세계로부터 수집된 사실이나 값.
• INFORMATION : 데이터 중에서도 조직화되고 체계화 된 데이터로서 의사 결정권자에게 의미를 제공하는 것. 
  
  

DATABASE 

• 체계화된 데이터들의 모임으로, 여러 응용 시스템들의 통합된 정보들을 저장하여 운영할 수 있는 공용 데이터들의 묶음. 
  
  

What is DBMS?

• 이러한 데이터베이스의 모든 액세스를 관리하는 응용 소프트 웨어.
  
• 데이터들을 정의, 조작, 제어 하는 기능을 가지고 있다.
  
  1. 정의 기능 : DB 생성 시 DB를 정의한다.
     
  2. 조작 기능 : 다수의 이용자들이 공동으로 이용(검색, 삽입, 삭제, 갱신)할 수 있다.
     
  3. 제어 기능 : 정확도와 보안성을 높인다.
     
     

DBMS의 기능에 따른 언어

• DDL (Data Definition Language)' : DB의 구조(Schema, Domain, Table, View, Index)를 정의하는 언어로, 
  DBA(Database Administrator)는 해당 attribute, domain, authority 등을 명확히 이해하고 결정해야 한다.
  

• DML (Data Manipulation Language) : DB사용자, 어플리케이션 등 다수의 user들이 DB에 대해
  검색(select), 삽입(insert), 삭제(delete), 갱신(update)등을 하게 하기 위한 언어.
  
  1. 절차식(Procedural) DML : "어떤" 데이터를 "어떻게" 구할 지 명세.
     
  2. 비절차식(Non-procedural) DML : 방법은 따로 명시하지 않음.
     

• DCL (Data Control Language) : DB에 접근하고 객체들을 사용하도록 권한을 주고 회수하는 언어.
  

정보의 검색을 담당하는 부분을 Query라 한다.

Transaction

* What is transaction?

• DBMS에서 데이터들의 상호작용이 일어나는데, 이러한 상호작용의 한 단위(unit of work)를 말한다.
• 성공과 실패가 분명해야하고, 상호 독립적이어야 하며 일관되고 믿을 수 있어야 한다.
• Logical Units of Work (LUW) 라고도 한다.
• 트랜잭션이 안전하게 수행된다는 것을 보장하기 위한 성질인 ACID가 있다. 
  (하지만 성능을 위해 이런 특성들이 종종 완화되곤 한다.)
  • Atomicity (원자성) : all-or-nothing 개념으로, 한 번 트랜잭션 수행이 시작되었다면 중간에 중단되지 않아야 한다.
  • Consistency (일관성) : valid state(고립 상태 : 동시에 수행되는 트랜잭션이 없는 걸 보장하는 상태)에서의 
    트랜잭션 수행이 데이터베이스의 일관성을 보존하여야 한다.
  • Isolation (고립성) : 여러 트랜잭션들이 동시에 수행되더라도 어느 하나가 마친 뒤에 
    다른 트랜잭션이 시작하는 것과 같이 되도록 보장해야 한다.
  • Durability (지속성) : 트랜잭션이 성공적으로 수행 완료되고 나면 
    트랜잭션에 의해 데이터베이스에 변경된 내용은 지속되어야 한다. (이것이 만약 시스템에 오류를 발생시키더라도) 
    

예)

ATM기에서의 계좌 이체를 한 트랜잭션으로 생각해보자. 

A계좌로부터 B계좌로 x원을 계좌이체하는 트랜잭션에서

1. A계좌에서 x원 만큼 차감
2. B계좌에서 x원 만큼 증가 (중략)
   
   이러한 단계들로 되어 있는데(차감한 순간 B 계좌로 넣어지는 것은 아니므로) 단계 1만 진행한 상태로 오류가 나
   트랜잭션이 중단되면 A계좌의 잔고는 차감된 상태이며 B계좌에는 잔고가 변화가 없는, 있어서는 안 될 사태가 생긴다.
   이 때 ACID의 원자성 보장의 필요성을 알 수 있다. 또한 무결성 제약조건 및 잔고의 합이 같아야 한다는 일관적인
   조건들로 보아 일관성 보장도 따른다. 

Query processor

• 파일 혹은 데이터베이스 접근을 위해 사용자의 조회 요구를 직접 사용될 수 있는 명령어로 변환시키는 프로그램 혹은 프로그래머.
• Query compiler, Execution engine 두 가지로 표현할 수 있다.
• Query compiler : 사용자의 query를 query plan, 즉 Low-level language로 번역해 주며 3가지 주 요소를 포함한다. 
  또한 작업들을 가장 빠르게 수행하기 위해 메타데이터/통계 등을 이용한다.
• Execution engine : 데이터를 관리/제어/조작 하기위해 버퍼에 넣어 사용한다. 
  액세스 충돌 및 lock을 피하기 위해 Scheduler, 데이터의 변화를 확실히 하기위해 Log manager가 필요하다.