데이터 모델링

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데이터 모델링과 ERD: 업무를 데이터로 옮기는 설계도

집을 지을 때 바로 벽돌부터 쌓지 않습니다. 방이 몇 개인지, 어디에 문을 낼지 설계도부터 그립니다. 데이터베이스도 같습니다. 업무에 어떤 데이터가 있고 서로 어떻게 이어지는지 먼저 그려 두는 일을 데이터 모델링이라고 하고, 그 결과물이 데이터 모델입니다.

모델링에는 세 가지 성격이 있습니다.

• 추상화: 현실의 수많은 사실 중 공통점을 뽑아 일정한 형식으로 나타낸다
• 단순화: 정해진 표기법으로 누구나 쉽게 이해하게 만든다
• 명확화: 애매한 부분을 없애고 한 가지 뜻으로만 읽히게 한다

업무를 보는 관점도 셋입니다. 무엇을 관리하나(데이터 관점), 무슨 일을 하나(프로세스 관점), 그 일이 데이터에 어떤 영향을 주나(데이터와 프로세스의 상관 관점)입니다. 데이터 모델링은 이 중 데이터 관점이 중심입니다.

개념 → 논리 → 물리, 세 단계로 구체화

설계도도 처음에는 큰 그림을 그리고 점점 자세히 그립니다. 모델링도 세 단계로 나눕니다.

세 층의 스키마와 데이터 독립성

같은 데이터라도 보는 사람마다 필요한 모습이 다릅니다. ANSI/SPARC는 데이터베이스를 세 층으로 나눠 봅니다. 층을 나누는 목적은 한 층을 바꿔도 다른 층이 영향을 덜 받게 하는 것, 곧 데이터 독립성입니다.

외부와 개념 사이가 떨어져 있어 개념 스키마가 바뀌어도 사용자 화면은 그대로인 것을 논리적 독립성, 개념과 내부 사이가 떨어져 있어 저장 방식을 바꿔도 개념 스키마는 그대로인 것을 물리적 독립성이라고 합니다.

모델링을 잘못하면 생기는 문제도 세 가지로 정리합니다. 같은 데이터를 여러 곳에 두는 중복, 업무가 조금만 바뀌어도 모델을 크게 고쳐야 하는 비유연성, 서로 연관된 데이터가 맞지 않게 되는 비일관성입니다.

ERD: 엔터티·관계·속성으로 그리는 그림

데이터 모델은 보통 ERD(Entity Relationship Diagram)로 그립니다. 구성 요소는 엔터티, 관계, 속성 세 가지입니다. 표기법은 관계선 끝을 까마귀 발 모양으로 그리는 IE 표기법과, 선택 관계를 점선으로 그리는 Barker 표기법이 많이 쓰입니다. 보통 이 순서로 그립니다.

1. 엔터티를 그린다
2. 엔터티를 알맞게 배치한다 — 중요한 엔터티를 왼쪽 위에
3. 엔터티 사이에 관계를 잇는다
4. 관계 이름을 적는다
5. 관계에 참여하는 수(하나·여럿)를 적는다
6. 관계가 꼭 있어야 하는지(필수·선택)를 적는다

아래 그림에서 단계를 넘기며 부서와 사원의 ERD가 어떻게 완성되는지 보세요. 같은 모델을 Barker 표기법으로도 바꿔 볼 수 있습니다.

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엔터티와 속성

ERD의 상자 하나하나가 엔터티이고, 상자 안에 적는 것이 속성입니다. 무엇을 엔터티로, 무엇을 속성으로 삼을지부터 정합니다.

엔터티: 업무에서 관리할 대상의 집합

엔터티는 업무에 필요하고 계속 관리해야 할 대상입니다. 사원, 부서, 주문처럼 이름 붙일 수 있는 것들입니다. 엔터티 하나는 낱개가 아니라 집합이라는 점이 중요합니다. 사원 엔터티는 사원 한 명이 아니라 사원 전체이고, 그 안의 한 명 한 명을 인스턴스라고 부릅니다.

엔터티가 되려면 이런 조건을 갖춰야 합니다.

• 업무에서 필요하고 관리하려는 정보다
• 인스턴스를 하나씩 구별할 수 있는 식별자가 있다
• 인스턴스가 두 개 이상이다 — 하나뿐이면 엔터티로 둘 이유가 없다
• 업무 프로세스가 그 엔터티를 쓴다(만들거나 읽거나 고친다)
• 속성을 가진다
• 다른 엔터티와 관계가 최소 하나 있다 — 코드·통계 엔터티처럼 관계를 일부러 생략하는 예외는 있다

엔터티는 두 가지 기준으로 나눕니다.

이름은 현업에서 쓰는 말로, 약어 없이, 단수 명사로 짓고, 모델 안에서 겹치지 않게 합니다. ‘주문’ 대신 ‘주문 목록’처럼 복수형으로 짓지 않습니다.

속성: 엔터티를 설명하는 더 나눌 수 없는 성질

속성은 엔터티가 가진 성질 중 업무에 필요하고, 뜻으로 보아 더 나누지 않는 것입니다. 사원의 이름·급여가 속성이고, 이도윤이라는 인스턴스가 이름 속성에 갖는 ‘이도윤’이 속성값입니다. 넷의 관계는 이렇게 정리됩니다.

• 엔터티 하나는 인스턴스 두 개 이상의 집합이다
• 엔터티 하나는 속성 두 개 이상을 가진다
• 속성 하나는 인스턴스마다 값을 하나만 가진다 — 값이 여럿이면 따로 엔터티로 떼어 낸다

아래 그림에서 용어를 바꿔 가며 논리 모델의 말이 테이블의 어디에 해당하는지 보세요.

속성도 몇 가지 기준으로 나눕니다.

속성이 가질 수 있는 값의 범위를 도메인이라고 합니다. 데이터 타입과 크기, 제약 조건으로 정합니다. 예를 들어 ‘성적’의 도메인은 0 이상 100 이하 정수입니다.