3 관계데이터모델 - 어리버리 켄신 · 2015-01-21 · Star Wars 1977 124 color Carrie Fisher Star Wars 1977 124 color Mark Hammil Star Wars 1977 124 color Harrison Ford

3 : 계

Prof. Jin Hyun Son

[email protected]

Department of Computer Science & Engineering

Hanyang University

2CSE310 스 By Prof. Jin Hyun Son

3 . 계

계 (relational model) 초

E/R 다 어그램에 계 계 환

클래스 조 환

함수적 종 (functional dependency)

함수적 종 에 한 규칙들

계 스 스키 계

다 값 종 (multivalued dependency)


계 초

(relation)

2 차원 (table)각 들 원 적 값 가 는 튜플들 집합

title year length filmType

Star Wars 1977 124 color

Mighty Ducks 1991 104 color

Wayne’s World 1992 95 color

애트리뷰트

튜플

릴레이션 Movies


계 초 (계 )

애트 뷰트(attribute)

각 칼럼(column)에 한

title, year, length, filmType

튜플 (tuple)

행(row)

(Star Wars, 1977, 124, color)

스키 (schema)

과 애트 뷰트들 집합

Movies (title, year, length, filmType)


계 초 (계 )

(domain)

각 애트 뷰트에 연 타

( ) 애트 뷰트 title: 스트

동 한 현

튜플들 순 는 무

튜플들 집합; (튜플들 스트가 아님)

칼럼( , 애트 뷰트 애트 뷰트 값들)들 순 무

year title filmType length

1991 Mighty Ducks color 1041992 Wayne’s World color 951977 Star Wars color 124


계 초 (계 )

사 (instance)

스키

과 애트 뷰트들

사

스키 에 튜플들 집합


E/R 에 계 계 환

E/R 계 계 계 환 ( 본 과정)

엔티티 집합 환

약(weak) 엔티티 집합 아닌 엔티티 집합에 하여,

동 한 애트 뷰트들 갖는 같 생

계 환

계 R 에 연결

엔티티 집합들 키 애트 뷰트 R 에 한

애트 뷰트 만든다.

계 애트 뷰트 가 ,

애트 뷰트 R 애트 뷰트 만든다.


E/R 에 계 계 환 (계 )

( ) E/R 에 계 계 환

Movies

title year

length filmType

Stars-in

Owns

Stars

name address

Studios

name address

엔티티 Stars 에 대한 릴레이션

name address

Carrie Fisher 123 Maple St., HollywoodMark Hamill 456 Oak Rd., BrentwoodHarrison Ford 789 Palm Dr., Beverly Hills

title year studioName

Star Wars 1977 FoxMighty Ducks 1991 DisneyWayne’s World 1992 Paramount

계성 Owns 에 대한 릴레이션



계성 Stars-in 에 대한 릴레이션

title year starName

Star Wars 1977 Carrie FisherStar Wars 1977 Mark HamillStar Wars 1977 Harrison FordMighty Ducks 1991 Emilio EstevezWayne’s World 1992 Dana CarveyWayne’s World 1992 Mike Meyers

( ) E/R 에 계 계 의 환 (계 )



( ) 다 향 계 을 릴 이 으 환

Studios

Contracts

Studio

of star

Producing studio

Stars Movies

Contracts (starName, title, year, studio0fStar, producingStudio)



결합

어 계 에 해 는 생 할 필 가 없다.

다 계

R 에 한 생 하는 신,

S 에 R 든 애트 뷰트들과 T 키 포함

TRS

skey

s2

r1 tkey t2

S (skey, s2)

T (tkey, t2)

R (skey, tkey, r1)

S (skey, s2, r1, tkey)

T (tkey, t2)

ê



( ) 릴 이 Movies 릴 이 Owns 를 결합

title year length filmType studioName

Star Wars 1977 124 color Fox

Mighty Ducks 1991 104 color Disney

Wayne’s World 1992 95 color Paramount



one-one 계

R 에 한 생 하는 신,

S 에 R 든 애트 뷰트 T 키 포함

» 그 역 가능하다.

R 과 T에 한 생 하는 신,

든 것 하나 현

S (skey, s2, r1, tkey)

T (tkey, t2)

ST (skey, s2, r1, tkey , t2)

ê

ê

S (skey, s2)

T (tkey, t2)

R (skey, tkey, r1)

TRS

skey

s2

r1 tkey t2



엔티티 집합과 many-many 계 하나 결합

복 생

좋 않 계

( ) Movies 엔티티 합과 Stars-in 계 을 결합

title year length filmType starName

Star Wars 1977 124 color Carrie Fisher

Star Wars 1977 124 color Mark Hammil

Star Wars 1977 124 color Harrison Ford

Mighty Ducks 1991 104 color Emilio Estevez

Wayne’s World 1992 95 color Dana Carvey

Wayne’s World 1992 95 color Mike Meyers



약 엔티티 집합 환

약 엔티티 집합 W 에 한

아래 애트 뷰트들

W 애트 뷰트들

원(supporting relationship) 계 연결 어 는 엔티티

집합(strong entity set)들 키 애트 뷰트들

원 계 에 는 애트 뷰트들

원 계

생 하 않



number

Studios

addrname

Studios (name, addr)

Crew (number, studioName)

( ) Studios 약 엔티티 합 Crews

CrewsUnit-

of



Contracts

salary

Star_of

Stars

name addr

Studio_of

Studios

name addr

Movie_of

Movies

title

year

length

filmType

Contracts (starName, studioName, title, year, salary)

( ) 약 엔티티 합으 현된연결 엔티티 합

Contracts

salary

MoviesStars Studios


클래스 환

E/R 에 isa 계층 조

루트 엔티티 집합 다.

루트 엔티티 집합

isa 계층 조에 해 현 는 든 엔티티 식 할 수 는 키

애트 뷰트 가 다.

한 엔티티는 isa 계층 조에 트 에 는 엔티티

집합들 가 수 다.


클래스 환 (계 )

가 다 환 정책

E/R 점

객체 향 점

null 값 사 하여 하나 만 생

null 값: 적절한 값 없는 경 에 사 하는 값



E/R 점에 환

하나의 객체는

isa 계 으 연결된 여러 엔티티 집합에 속하는 엔티티들에

의해 현

즉, 연결되어 있는 엔티티들이 모여 하나의 객체를 현

각 엔티티 집합에 해 하나 .

엔티티 집합에 정 든 애트 뷰트 포함

각 클래스에 한 루트 엔티티 집합 키

애트 뷰트 포함

F isa 계 에 한 만들 않



모든 객체는 루트 엔티티 집합의 엔티티

클래스는 루트 엔티티 집합에 는 엔티티에 추가적

특 현



Movies

title year length filmType

weapon

isa isa

Murder-Mystery

Cartoons

Voices

to Stars


MurderMysteries (title, year, weapon)

Cartoons (title, year)

Voices (title, year, starName)

( ) isa 계층 조를

릴 이 으 환



객체 향 점에 환

객체는 하나의 클래스에만 속한다.

객체는 퍼클래스의 특 을 상속 받지만,

퍼클래스의 버는 아니다.

각 클래스는

하나 환.

그 클래스에 정 든 특 과 상 는 든 특 포함



( ) 앞의 Movies 계층 조를 고 하자.

화 종 는 다 네 가

단순히 화

화 cartoon

화 murder-mystery

화 , cartoon 고 murder-mystery


MoviesC (title, year, length, filmType)

MoviesMM (title, year, length, filmType, weapon)

MoviesCMM (title, year, length, filmType, weapon)




NULL 값 사 하여 한 결합

isa 계층에 해 하나의 릴 이 만 생

하나

isa 계층에 는 든 특 들에 한 애트 뷰트들 포함

한 객체는 하나 튜플 현

튜플 객체가 가 고 않 특 에 한 애트 뷰트에는

NULL 값 가 다.

( ) 앞의 Movies 계층 조를 고 하자.

Movie (title, year, length, filmType, weapon)



참고: NULL 값

v 널(null) 값

값 무엇 정 할 수 없는 경 사 수 다.

알 않 값 (value unknown)

값 무엇 알 수 없는 경

» ( ) 어 화 스타의 알 않은 생일

적 가능한 값 (value inapplicable)

적합한 값 존 하 않는 경

» ( ) 미혼인 화 스타의 자

보 값(value withheld)

값 알 수 는 격 없는 경

» ( ) 공개되 않은 전화 호



여러 식들

1) E/R 점

모든 객체는 루트 엔티티 집합에 있음

든 객체에 한

루트 엔티티 집합에 는 애트 뷰트 만 사 하는 경 : 점

한 객체 특 들 여러 에 산

클래스에 는 객체에 한

한 객체에 한 라 조 필 하는 경 : 단점

( ) murder-mystery 화 A의 length weapon을 찾아라”

한 객체에 한 키가 여러 에 복

저 공간 낭 : 단점



2) 객체 향 점

각 객체는 특 엔티티 집합에만 속함

최 저 공간: 점

든 객체에 한

클래스 계층 조에 든 들 검색: 단점

객체가 한 는 상황에 : 단점

객체 찾고 할 여러 들 탐색

( ) “Roger Rabbit” 객체가 어느 릴 이 에포함되어 있는가?

, Movie, Cartoon, MurderMystery, Cartoon-MurderMystery 어느

릴 이 에포함되어있는가?

한 객체 든 특 한 에

특정 객체 애트 뷰트 만 사 하는 : 점



3) NULL 값 사 하여 한 결합

모든 객체를 한 릴 이 에 장

하나만 므 간단: 점

NULL 값 다수 생 가능

저 공간 낭 : 단점


함수적 종

함수적 종 (functional dependency: FD)

정

R 에 A1, A2, ... , An과 B라는 애트 뷰트가 다고 하 .

“R 튜플 A1, A2, ... , An 에 해 동 한 값 가 ,

B 에 해 동 한 값 가져야 한다.”

A1A2 ... An ® B: “A1A2 ... An B 함수적

결정(determine)한다.”라고 말한다.

애트 뷰트 집합 A1, A2, ... , An 여러 애트 뷰트 B1, B2, ... ,

Bn 함수적 결정하 ,

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm


함수적 종 (계 )

튜플에 한 함수적 종 (FD) 미

A’s B’s

t

u

t 와 u 가 여기에서도여기서 반드시 동일해야동일하다면, 한다.

title year ® length

title year ® length filmType studioName

title year ® starName (false)



키

애트 뷰트들 집합 {A1,A2, ... , An} 다 만족하

키가 다.

애트 뷰트 A1,A2, ... , An 는 R 에 는 다 든

애트 뷰트들 함수적 결정

, A1,A2, ... , An 값에 해 동 한 값 가 는 튜플

존 할 수 없다.

{A1,A2, ... , An} 어 집합 R 든 나

애트 뷰트들 함수적 결정할 수 없다.

, 키는 최 (minimal) 애트 뷰트들 루어 다.



( ) 아래 릴 이 Movies 를 고 해 보자.

Movies (title, year, length, filmType, studioName, starName)

키: {title, year, starName}

키가 여러 개 존 하

하나 주(primary) 키 시



수 키 (superkey)

키 포함하고 는 애트 뷰트들 집합

다 든 애트 뷰트 함수적 결정한다.

그러나 최 (minimality) 만족할 필 는 없다.

( ) 릴 이 Movies 를 고 해 보자.

{title, year, starName} 수 키

{title, year, starName, length} 수 키



E/R 환 키 견

엔티티 집합에 환

엔티티 집합 키 애트 뷰트가 키



계 에 환 R

many-many 계

연결 엔티티 집합 양 키가 함께 여 R 키 애트 뷰트

( ) Stars-in 계 : Movies Stars

Stars-in (title, year, starName)

many-one 계

» 엔티티 집합 E1 엔티티 집합 E2

E1 키 애트 뷰트들만 R 키 애트 뷰트

( ) Owns 계 : Movies 터 Studios

Owns (title, year, studioName)



one-one 계

연결 엔티티 집합 어느 한 키 애트 뷰트 R 키

애트 뷰트가 수 다.

many-one 나 one-one 계

– 만들 않아 다.


함수적 종 에 한 규칙

함수적 종 에 한 규칙

할(splitting)/결합(combining) 규칙

단순(trivial) 종 규칙

애트 뷰트 총합(closure)

행(transitive) 규칙

Armstrong 공 (axiom)


함수적 종 에 한 규칙 (계 )

할/결합 규칙

할 규칙

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm 형태 함수적 종 A1A2 ... An ® Bi

(i = 1, 2, L , Bm) 종 들 집합 체 가능

결합 규칙

A1A2 ... An ® Bi (i = 1, 2, ... , Bm ) 종 집합들 하나 함수적

종 A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm 체 가능



단순(trivial) 종

종 A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm

좌 집합 , 단순(trivial) 종

A 에 하 않 B 가 적어 하나 , 단순(nontrivial) 종

B 에 는 어 애트 뷰트 A 에 하 않 , 전

단순(completely nontrivial) 종

C1C2 ... Ck : 에는 나 좌 에는 없는 든 애트 뷰트들

함수적 종 A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm A1A2 ... An ® C1C2 ... Ck

동등(equivalent)하다.



애트 뷰트 총합 (closure of attributes)

애트 뷰트 집합 {A1,A2, ... , An}

함수적 종 (FD)들 집합 S

S 종 한 {A1,A2, ... An} 총합(closure)

집합 S 든 종 만족하는

A1A2 ... An ® B 역시 만족하는 애트 뷰트 B 들 집합

{A1,A2, ... An} 함수적 결정하는 든 애트 뷰트들 집합

{A1,A2, ... , An} 총합: {A1,A2, ... , An}+ 시



( ) 릴 이 Movies (title, year, studioName,

studioAddr)

함수적 종 : title year ® studioName

studioName ® studioAddr

{title, year}+:

{title, year},

{title, year, studioName},

{title, year, studioName, studioAddr}



총합 계산 알고» = {A1,A2, ... , An}

1. X 최종적 얻게 는 답 라고 하 .

X 초 상태 {A1,A2, ... , An} 정

2. B1,B2, ... ,Bm 애트 뷰트 집합 X 에 존 하 C는 그 않

함수적 종 B1B2 ... Bm ® C 찾는다.

러한 C 가 , C 집합 X 에 추가

3. X 에 새 애트 뷰트가 추가 않 단계 2 복

상 애트 뷰트 추가가 없 집합 X 가 {A1,A2, ... An}+

X는 단 가할 수만 에 는 애트 뷰트들 수는

한하므 , 단계 2가 무한히 복 는 없다.



( ) 릴 이 : R (A, B, C, D, E)

함수적 종 :

AB ® C, BC ® AD, D ®E, CF ® B

{A, B}+: {A,B}, {A, B, C}, {A, B, C, D},

{A, B, C, D, E}



A1A2 ... An ® B 가 함수적 종 집합 S

는 (follow) 검사

{A1,A2, ... , An}+ 계산

B 가 {A1,A2, ... , An}+ 에 A1A2 ... An ® B 다.

( ) 앞의 제에 AB ® D 가 유 되는 를 검사해

보자.

– {A, B}+ 가 D 포함하므 AB ® D 는 가능



총합과 키

A1, A2, ... , An 가 R 에 한 키 가 검사

{A1,A2, ... , An}+ 는 R 든 애트 뷰트 포함

{A1,A2, ... , An} 어 집합 S , » S+ 가 R 든 애트 뷰트들 포함하 않 .



행 규칙 (Transitive rule)

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm B1B2 ... Bm ® C1C2 ... Ck

가 하 , A1A2 ... An ® C1C2 ... Ck

( ) 릴 이 Movies 를 고 해 보자.

title year ® studioName


title year ® studioAddr



총합 알고

S: 함수적 종 (FD)들 집합

X = {A1,A2, ... , An}+

{A1,A2, ... , An} 에 총합 알고 적 결과

견 FD 는

총합 알고 결과 X 에 애트 뷰트 B 가 ,

» A1A2 ... An ® B 가 드시

FD 는 견

S (follow) 가능한 A1A2 ... An ® B 가 ,

» 총합 알고 결과 X 에 B 가 드시 포함



: 발견된 FD 는 모두 바름

총합 알고 결과 X 에 애트 뷰트 D 가 , » A1A2 ... An ® D 가 드시

총합 알고 째 단계 적 횟수에 한 납

(induction)

Basis: 째 단계 적 없

D 는 A1A2 ... An 하나

A1A2 ... An ® D 는 단순(trivial) 종



Induction

납적 가 (inductive hypothesis):

X 에 {B1 , B2 , ... , Bm} 가 ,

» A1A2 ... An ® B1 B2 ... Bm 가

B1B2 ... Bm ® D 에 해 D 가 X 에 추가 었다고 가정하 .

납적 가 에 해 A1A2 ... An ® B1 B2 ... Bm 므 ,

A1A2 ... An ® D 가



: 바른 FD 는 모두 발견

총합 알고 결과 X 에 애트 뷰트 B 가 없 , » A1A2 ... An ® B 는 S 않

다 과 같 I 가 보 다.

S 에 는 FD 만족한다.

{A1,A2, ... , An}+ 에 없는 B 에 해, A1A2 ... An ® B 는 만족하

않는다.

{A1, A2, A3, . . . , An}+ 다른 애트리뷰트들

t : 1 1 1 . . . 1 1 0 0 0 . . . 0 0

s: 1 1 1 . . . 1 1 1 1 1 . . . 1 1

릴 이I

v 튜플 t s 만을 가 릴 이 I 를 고 하자.



I 는 S 든 FD 만족한다.

S 에 만 I 에 만족 않는 함수적 종 C1C2 ...

Ck ® D 가 다고 가정하 .

그 에 , I 가 C1C2 ... Ck ® D 만족하 않는다

C1C2 ... Ck 는 {A1,A2, ... , An}+ 에 ,

» D 는 “다 애트 뷰트들” 에 어야 한다.

총합 알고 에 ,

C1C2 ... Ck 가 {A1,A2, ... , An}+ 에 고,

C1C2 ... Ck ® D 가 S 에 ,

» D {A1,A2, ... , An}+ 에 드시 어야 한다.

라 , 같 C1C2 ... Ck ® D 는 존 하 않는다.



I 는 {A1,A2, ... , An}+ 에 없는 B 에 해, A1A2 ...

An ® B 만족하 않는다.

알고 는 사항

A1A2 ... An 단순 종 에 해 {A1,A2, ... , An}+ 에 ,

B 는 {A1,A2, ... , An}+ 에 없다.

그 보 , A1A2 ... An ® B 만족하 않는 것 함.



저(basis)

어 에 는 든 함수적 종 들 할 수 는 함수적

종 들 집합

최 저(minimal basis): 한 에 는 든 종 들

할 수 는 집합 가 고 않 저

( ) A ® B, A ® C, B ® A, B ® C, C ® A, C ® B,

AB ® C, AC ® B, BC ® A

최 저들: {A ® B, B ® A, B ® C, C ® B},

{A ® B, B ® C, C ® A} 등

최 저 찾는 에 언 어 않다.


Armstrong 공

Armstrong 공 : 함수적 종 들에 한 고(sound)

전한(complete) 추 들 집합

(reflexivity)

{B1,B2, ... , Bm} Í {A1,A2, ... , An} , A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm

한다. 는 단순(trivial) 종 에 해당한다.

가 (augmentation)

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm 가 하 , 어 애트 뷰트 집합 C1 ... Ck 에

하여 A1A2 ... An C1 ... Ck ® B1B2 ... Bm C1 ... Ck 한다.

행 (transitivity)

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm B1B2 ... Bm ® C1C2 ... Ck 가 하 , A1A2 ...

An ® C1C2 ... Ck 한다.


계 스 계

상

계 하 생하는 문제

( ) Movies (title, year, length, filmType, studioName,

starName) 릴 이 을 고 해 보자.

복(redundancy)

정보들 필 하게 여러 튜플에 복 는 현상

( ) 한 화의 length filmType 등이 여러 튜플에 복


계 스 계 (계 )

갱신 상(update anomaly)

여러 튜플에 복 어 나타나는 정보가

하나 튜플에 만 경 고

다 튜플에 는 갱신 않 상태 남아 는 문제

( ) Star Wars 의 length 를 한 튜플만 경

삭제 상(deletion anomaly)

어 값들 집합 공집합 는 경 ,

수적 결과 다 정보 실

( ) 스타 이름이 “Emlio Estevez”인 튜플을 삭제하면,

» 화 “Mighty Ducks” 에 한 모든 정보 실


계 스 계 (계 )

many 정보 나타내는 애트 뷰트» 다 값(multi-valued) 애트 뷰트

복현상, 갱신 상

starName 애트 뷰트는 다 값 계 생

length, filmType 정보 등 복

title year length filmType studioName starName

Star Wars 1977 124 color Fox Carrie FisherStar Wars 1977 124 color Fox Mark HamillStar Wars 1977 124 color Fox Harrison FordMighty Ducks 1991 104 color Disney Emilio EstevesWayne’s World 1992 95 color Paramount Dana CarveyWayne’s World 1992 95 color Paramount Mike Meyers

릴 이션 Movies


계 스 계 (계 )

다 개념 하나 에 저» 특히, 개 엔티티 집합

삭제 상

Movies 엔티티 집합과 many-many 계 같 현

Movies 엔티티 집합과 Stars 엔티티 집합 같 현


계 스 계 (계 )

해(decomposition)

상 문제들 해결하 해 해.

스키 가 {A1,A2, ... ,An} R 스키 가 {B1, B2, ... ,

Bm} 과 {C1, C2, ... , Ck} S T 다 과 같 해

가능

1. {A1,A2, ... ,An} = {B1, B2, ... , Bm} U {C1, C2, ... , Ck}

2. S 튜플들

R 든 튜플들 {B1, B2, ... , Bm} 에 해 프 젝 한 결과

3. T 튜플

R 든 튜플들 {C1, C2, ... , Ck} 에 해 프 젝 한 결과


계 스 계 (계 )


starName)

다음 두 릴 이 들 해

Movies1(title, year, length, filmType, studioName)

Movies2(title, year, starName)


계 스 계 (계 )


Star Wars 1977 124 color FoxMighty Ducks 1991 104 color DisneyWayne’s World 1992 95 color Paramount

Movies1

title year starName

Star Wars 1977 Carrie FisherStar Wars 1977 Mark HamillStar Wars 1977 Harrison FordMighty Ducks 1991 Emilio EstevesWayne’s World 1992 Dana CarveyWayne’s World 1992 Mike Meyers

Movies2

( ) Movies 해 계


계 스 계 (계 )

보 스-코드 정규형(Boyce-Codd Normal Form:

BCNF)

R BCNF에 다(iff): 단순 종 A1A2 ... An

® B 가 R 에 , {A1, A2, ... , An} R

수 키

든 단순 종 좌 수 키 어야 한다.

R BCNF에 다(iff) : 단순 종 A1A2 ...

An ® B1B2 ... Bm R 에 , {A1, A2, ... , An}

R 수 키


계 스 계 (계 )

( ) Anomaly 가 있는 아래 릴 이 Movies 를 고 해 보자.

many-many 계 이 movie 정보 같이 현

키: {tile, year, starName}

title year ® length filmType studioName

라 Movies 는 BCNF 형태가 아니다.

다중값 계성이다른 정보들과

같이 저장

title year length filmType studioName starName

Star Wars 1977 124 color Fox Carrie FisherStar Wars 1977 124 color Fox Mark HamillStar Wars 1977 124 color Fox Harrison FordMighty Ducks 1991 104 color Disney Emilio EstevesWayne’s World 1992 95 color Paramount Dana CarveyWayne’s World 1992 95 color Paramount Mike Meyers

이상이 있는Movies


계 스 계 (계 )

( : 릴 이 Movies – 계 )

키: {tile, year}

키 어 집합 어 FD determinant 가 않

라 Movies1 는 BCNF 형태


Star Wars 1977 124 color FoxMighty Ducks 1991 104 color DisneyWayne’s World 1992 95 color Paramount

Movies1


계 스 계 (계 )

BCNF 해

적절한 해 복하여 한 스키 다

특 만족하는 애트 뷰트들 집합들 가능

각 집합 BCNF에 는 스키

본래 에 는 들 해 후 에

정보 실 없 나타난다.

» , 해 들 원래 다시 복원 가능


계 스 계 (계 )

BCNF 해하는 알고

1. X 가 R 수 키가 아닌 전 단순 종 X

® B 에 해, R

R1 = (X, B)

R2 = (R - B) 해

B 는 X 에 함수적 종 는 든 애트 뷰트들

B 에는 단순 종 없다고 가정

2. 러한 함수적 종 존 하 않 단계 1

복


계 스 계 (계 )


starName) 릴 이 을 고 해 보자.

키: {title, year, starName}

title year ® length filmType studioName 에 좌

수 키가 아니므 다 해

Movie1(title, year, length, filmType, studioName),

Movie2(title, year, starName)


계 스 계 (계 )

( ) 이행 종 (transitive dependency)으 인한 복

MovieStudio (title, year, length, filmType, studioName,

StudioAddr) 릴 이 을 고 해 보자

title year ® studioName /* 문제 근원: 행 종 */


키: {title, year}

title year length filmType studioName studioAddr

Star Wars 1977 124 color Fox HollywoodMighty Ducks 1991 104 color Disney Buena VistaWayne’s World 1992 95 color Paramount HollywoodAddams Family 1991 102 color Paramount Hollywood


계 스 계 (계 )

( - 계 )


Star Wars 1977 124 color FoxMighty Ducks 1991 104 color DisneyWayne’s World 1992 95 color ParamountAddams Family 1991 102 color Paramount

studioName studioAddr

Fox HollywoodDisney Buena VistaParamount Hollywood

MovieStudio1

MovieStudio2


계 스 계 (계 )

( ) 이행 종 이 연달아 있는 경

MovieExec (title, year, studioName, president, presAddr)

title year ® studioName,

studioName ® president,

president ® presAddr

키: {title, year}


R1 = {president, presAddr}, R’ = {title, year, studioName, president}

R’에 : studioName ® president 므 R’ BCNF 가 아님.

R2 = {studioName, president}, R3 = {title, year, studioName}

최종 해 결과: R1, R2, R3

BCNF 해의결과는

여러 개 있을수 있다.


참고: BCNF 해 알고 : Not Unique

( ) MovieExec (title, year, studioName, president, presAddr)

title year ® studioName,

studioName ® president,


키: {title, year}

studioName ® president

R1 = {studioName, president}, R’ = {title, year, studioName, presAddr}

R’에 : studioName ® presAddr 므 R’ BCNF 가 아님.

R2 = {studioName, presAddr}, R3 = {title, year, studioName}

최종 해 결과: R1, R2, R3

BCNF 해의결과는

여러 개 있을수 있다.


참고: BCNF 해 알고 복

( ) R(A, B, C, D, E), F={A ® B, BC ® D, E ® B}» key: ACE

R1={A, B}, R’={A, C, D, E}

R’ in BCNF? No

AC ® D is in F+

» AC is not a key in R’

AC ® BC: augmentation from A ® B

AC ® D: transitivity from AC ® BC and BC ® D

may need to know all functional dependencies in F+

BCNF 해 알고 복 : O(2n)


계 스 계 (계 )

함수적 종 추출

해 결과에 함수적 종 찾

R 해 어 S 다 생

F 는 R 에 하는 함수적 종 들 집합

S 에 하는 종 찾

S 애트 뷰트 집합 각 집합 X 에 해, 애트 뷰트 B 가 다

조건 만족하 X ® B 가 S 에

1) B 는 S 에 는 애트 뷰트

2) B 가 X+ 에 포함

B 는 X 에는 없는 애트 뷰트

O(2n)


계 스 계 (계 )

( ) R(A, B, C) 에 함수적 종 A ® B B ® C 가

립.

S(A, C) 가 R 을 해하여 생 릴 이 스키마의

하나일 , S 에 립하는 종 을 찾아보자.

– {A}+ = {A, B, C}.

C 가 S {A}+ 에 C Ï {A} 므 , A ® C 가

– {C}+ = {C} /* 경 는 고 할 필 없 . */

– 라 A ® C 가 S 에 하는 한 종 다.


계 스 계 (계 )

( ) R(A, B, C, D, E) 에 함수적 종 A ® D, B ® E,

DE ® C 가 립한다고 할 ,

– S(A, B, C) 에 립하는 종 을 찾아보자.

– {A}+ = {A, D} /* S 에 한 종 만들어 않 */

– {B}+ = {B, E} /* S 에 한 종 만들어 않 */

– {C}+ = {C} /* S 에 한 종 만들어 않 */

– {A, B}+ = {A, B, C, D, E}: AB ® C

– AB ® C가 S 에 하는 한 종 다.


계 스 계 (계 )

해 결과 정보 복원

해 었 , 본래 해 들

조 (join)에 해 만 복원 가능

( ) 주의한 해

다음과 같은 스키마 {A, B, C} 를 가 릴 이 R을 고

조인에해서는

5 장에서기술

A B C

1 2 34 2 5

A B

1 2 4 2

B C

2 32 5

A B C

1 2 31 2 54 2 34 2 5

조인

- 정보의 손실


참고: 무 실 조 해

(보충 ) S = {S, A, T, I, P}, 함수적 종 : S ® A, T ® I, T ® P

t1 i1 p1

t2 i2 p2

t3 i1 p3

s1 a1 i1

s1 a1 i2

s2 a2 i1

s1 a1 t1 i1 p1

s1 a1 t2 i2 p2

s2 a2 t3 i1 p3

S S1 S2S S1 S2¹

ti ui

ti uk

si ti

sj ti

si ti ui

sj ti uk

S S1 S2S S1 S2¹

재에없는내


참고: 무 실 조 해 (계 )

무 실 조 (lossless join) 해

r = (R1, ... , Rn) R 해라고 하 .

R1, ... , Rn 조 R 과 항상

같 , r R 무 실 조 해 라고 한다.

재에없는내


참고: 무 실 조 해 (계 )

무 실 조 해 검사

R1 과 R2 가 R 해라고 하 .

R1 Ç R2 ® R1 또는 R1 Ç R2 ® R2가 하 (iff),

무 실 조 해 다.

( ) R = {A, B, C}, 함수적 종 : A ® B

R1 = {A, B}, R2 = {A, C}: 무 실(lossless)

R1 = {A, B}, R2 = {B, C}: 실(lossy)

R1 = {A, C}, R2 = {B, C}: 실(lossy)

재에없는내


계 스 계 (계 )

제 3 정규형(Third Normal Form: 3NF)

BCNF 해에 종 보존(preserve) 않 수 다.

( ) Bookings (title, theater, city)

/* 한 화가 현 어 시 어 극 에 상 */

theater ® city

title city ® theater

키: {title, city}, {theater, title}

한 화 은하나의 시에위치

같은 시에있는 화 이동일한 화를상 하지않는다.


계 스 계 (계 )

BCNF 해: {theater, city}, {title, theater}

해에 는 theater ® city 만 보존

theater title

Guild The NetPark The Net

theater city

Guild Menlo ParkPark Menlo Park

“title city ® theater” 만족시키 않는다.

theater city title

Guild Menlo Park The NetPark Menlo Park The Net조인


계 스 계 (계 )

다 조건 만족하는 R 제 3 정규형에 다.

단순 종 A1A2 ... An ® B 가 , {A1, A2, ... , An} 가

수 키 거나 또는 B 가 어 키 다.» B prime 또는 키 애트 뷰트라고 한다.

무 실 조 든 종 보존하는 제 3 정규형 들

항상 해 가능

들 BCNF 조건 만족하 않 에는,

– 스키 에 약간 복 남아 다는 것 미

theater city title

Guild Menlo Park Star WarsGuild Menlo Park Rocky


참고: 3NF 해 알고

무 실 조 든 종 보존하는 3NF 해

F: R에 는 함수적 종 들 집합F는 minimal basis

1. F에 는 각 X ® A 에 해, 스키 {X È A1 È ... È Am} 생 .

» 여 X ® A1, ... , X ® Am 는 F 에 는 종 들.

2. 어 스키 에 포함 않 애트 뷰트가 ,

러한 애트 뷰트들만 생 .

3. R2 Ì R1 R1 과 R2 가 , R2 제거.

( ) R(C, S, Z): CS ® Z, Z ® C

4. R 키 포함하는 스키 가 없 ,

R 키 애트 뷰트 만 스키 추가.

재에없는 내


참고: 3NF 해 알고 (계 )

앞 3NF 해 알고 Not Unique

알고 에 F는 minimal basis

minimal basis는 여러 개 수

앞 알고 복 는 polynomia

재에없는 내


참고: 3NF 해 알고 (계 )

( ) R = {C, T, H, R, S, G}

함수적 종 : C ® T, HS ® R, CS ® G, HR ® C, HT ® R

키: {H, S}

3NF: {C, T}, {H, R, S}, {C, S, G}, {H, R, C}, {H, T, R}

( ) R = {B, O, I, S, Q, D}

함수적 종 : S ® D, I ® B, IS ® Q, B ® O

키: {I, S}

3NF: {S, D}, {I, B}, {I, S, Q}, {B, O}

BCNF: {S, D}, {I, B}, {I, O}, {I, S, Q} /* 종 B ® O 가 보존

않 */

BCNF: {S, D}, {B, O} {I, B}, {I, S, Q} /* 종 보존 . */

재에없는 내


다 값 종

다 값(Multivalued) 종

BCNF 에 는 만,

함수적 종 과는 없는 복 생하는 경 가 다.

BCNF 스키 에 복들 생하는 가 큰 원 ,

상 적 다 값 애트 뷰트들 문 다.

( ) star 엔티티 movie 엔티티의 애트리뷰트들 된

StarsMovies (name, street, city, title, year) 을 고 해 보자.

한 스타는 주 가 상 수 다고 가정

주 street city 현

스타 엔티티 화 엔티티는 many-many 계


다 값 종 (계 )

각 화 다 화에 출연하는 스타 든 주 들 나타난다.

주 화 든 조합 나타난다.

BCNF에 만 복 가 다.

다 개 든 애트 뷰트가 여 한 키 형

name street city title year

C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Star Wars 1977

C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Star Wars 1977

C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Empire Strikes Back 1980

C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Empire Strikes Back 1980

C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Return of the Jedi 1983

C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Return of the Jedi 1983

( - 계 )


다 값 종 (계 )

( - 계 )

(street, city), (title, year)

name 에 해, 각각 다 값 가짐


다 값 종 (계 )

다 값 종 정

애트 뷰트 A1A2 . . . An 애트 뷰트 B1B2 .. . Bm

다 값 종 다 과 같

A1A2 ... An B1B2 ... Bm

A1A2 ... An B1B2 ... Bm R 에 하

한 조건 다 과 같다.


다 값 종 (계 )

R A 애트 뷰트 값 치하는

튜플 t u 가 , 다 만족하는 튜플 v 다.

1) v A 애트 뷰트 값 t u A 값과 치

2) v B 애트 뷰트 값 t B 치

3) A 나 B 에 하 않는 R 나 든 애트 뷰트에

하여 v 는 u 치

A’s B’s others

t

u

v


다 값 종 (계 )

다 값 종 란, R 에

애트 뷰트 집합 A( 들어, name) 값 고정시킬 ,

다 특정 애트 뷰트 집합 B( 들어, street city) 값

A 나 B 에 하 않는 R 나 든 애트 뷰트들

( 들어, title year) 값에 라는 것 미


C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Star Wars 1977C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Empire Strikes Back 1980

name street city 이면 다음의 두 튜플도 반드시 있어야 한다.

(C.Fisher, 123 Maple St., Hollywood, Empire Strikes Back, 1980)

(C.Fisher, 5 Locust Ln., Malibu, Star Wars, 1977)


다 값 종 (계 )

다 값 종 에 한 추

단순(trivial) 종 규칙

행(transitive) 규칙

보 (complementation) 규칙

든 함수적 종 다 값 종


다 값 종 (계 )

단순 종 규칙

A1A2 ... An B1B2 ... Bm 어 에 하 , B 에 A

어 애트 뷰트 추가한 C 에 해 A1A2 ... An C1C2 ...

Ck

A에 하 않는 든 B 애트 뷰트들 D라고 하 A1A2 ... An

D1D2 ... Dr

행 규칙

어 에 다 값 종 A1A2 ... An B1B2 ... Bm 과

B1B2 ... Bm C1C2 ... Ck 가 하 , A1A2 ... An C1C2 ... Ck


다 값 종 (계 )

보 (complementation) 규칙

R 에 다 값 종 A1A2 ... An B1B2 ... Bm

하 , R 다 값 종 A1A2 ... An C1C2 ... Ck 만족

여 C는 A B 에 하 않는 R 든 다 애트 뷰트들

든 함수적 종 다 값 종 다.

A1A2 ... An ® B1B2 ... Bm A1A2 ... An B1B2 ... Bm 다.

다 값 종 에 할/결합 규칙 하 않는다.( ) name street city 가 립

» 그러나, name street 는 립하 않는다.


다 값 종 (계 )

단순(nontrivial) 다 값 종

A1A2 ... An B1B2 ... Bm 다 조건 만족하 단순.

1) B 애트 뷰트 A 에 포함 는 것 하나 없다.

2) A B 합한 것 R 든 애트 뷰트가 아니다.

제 4 정규형 (Fourth Normal Form: 4NF)

다 만족하 R 4NF 다

A1A2 ... An B1B2 ... Bm R 에 는 단순 다 값

종 , {A1,A2, ... ,An} 는 R 수 키 다.


다 값 종 (계 )

개 적 다 값 애트 뷰트가 한 에

어 는 않 다.

4NF 조건 BCNF 조건과 본 적 같 형태 나,

함수적 종 신 다 값 종 사 한다.


다 값 종 (계 )

4NF 해하는 알고

1. X 가 R 수 키가 아닌 각 단순 다 값

종 X A 에 해, R

R1 = (X, A),

R2 = (R - A) R1과 R2 해

A 내 에는 단순 다 값 종 없다고 가정.

2. 러한 단순 다 값 종 없 단계 1

복


다 값 종 (계 )


C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Star Wares 1977C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Star Wares 1977C.Fisher 123 Maple St. Hollywood Empire Strikes Back 1980C.Fisher 5 Locust Ln. Malibu Empire Strikes Back 1980

“name street city” 이 4NF 조건을 위반하는 것이므로

» {name, street, city} 와 /* name street city 는 trivial

*/

» {name, title, year} 로 분해 /* name title year 는 trivial */

( ) 다음 릴 이 을 고 해 보자.


다 값 종 (계 )

정규형들 사 계

특성 3NF BCNF 4NF

함수적 종속성에 따른 Most Yes Yes

중복성의 제거

다중값 종속성에 따른 No No Yes

중복성의 제거

함수적 종속성의 보존 Yes Maybe Maybe

다중값 종속성의 보존 Maybe Maybe Maybe

3NF에 있는릴레이션

BCNF에 있는릴레이션

4NF에있는 릴레

이션

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3 관계데이터모델 - 어리버리 켄신 · 2015-01-21 · Star Wars 1977 124 color Carrie Fisher Star Wars 1977 124 color Mark Hammil Star Wars 1977 124 color Harrison Ford