5.1. 관계에 대한 서설

관계형 데이터베이스(Relational Database)의 핵심 원리

데이터를 중복하지 않고 한 군데서만 관리(Normalization), 필요할 때 연결(Join)해서 보는 것

관계

기억할 단어위치
관계 속성엔터티
참조 무결성(Referential Integrity)데이터베이스
  • 참조 무결성은 관계(Relationship)의 다른 표현이며 RDB의 핵심이며 조인(Join)과 연관 됨

엔터티 연관성

  • 논리적인 연관성(참조 무결성) 과 바로 상위 관계(1촌 관계) 필요
    • 하위에 존재하는 데이터는 상위에 존재해야 한다.
  • 가상의 단순한 연관성이 아님 (한국 홍길동 - 미국 다니엘, 월드컵, 몇십단계...)

업무 흐름(Work Flow)

  • 업무 흐름과 관계는 다름(관계로 표현되는 업무 흐름이 일부 있음)
  • 업무 활동이 엔터티로 설계되면, 업무 흐름은 관계로 설계될 가능성이 높음
    • 업무 활동에 의해서 데이터(엔터티)가 생길 뿐, 대개 서로 별개임

정리

  • 관계 / 속성 / 참조 무결성 / 조인
  • 관계는 실존, 관계선의 실상 = 속성, 관계선의 실체화 = 참조 무결성 제약

5.2. 관계선(Relationship Line)이 의미하는 것

업무 규칙

  • 관계선을 보고 업무 규칙(Business Rule)을 알 수 있다.
  • 두 엔터티의 밀접도를 보여 준다.
    • 종속 관계 (한몸)
    • 참조 관계 (허전)

업무 프로세스

  • 업무 프로세스에 의해 발생하는 데이터면 관계선이 업무의 흐름을 의미하기도 한다.

조인(Join)

  • 관계선은 조인(Join)하는 경로를 의미한다.
    • 상위(부모) 엔터티의 주 식별자와 하위(자식) 엔터티의 관계 속성을 연결

입력 순서

  • 관계선은 데이터를 입력할 때 입력 순서를 의미하기도 한다.
    • 보통 상위(부모) → 하위(자식) 엔터티 순서로 생성

표현

  • 시스템 속성, 코드 속성을 제외하고 모든 관계는 모델에 표현한다.
    • 업무 규칙 의미 표시

5.3. 관계를 설계할 때 고려할 사항

속성으로 관리하려는 관계

  • 관계 관리 필요 확인
    • 업무 담당자 판단
    • 모델러 분석 판단 (업무 효율을 위한 제안 & 검증)
  • 추출(중복) 관계는 관리 필요 확인 제외
    • 성능 문제시 선택적 사용
  • 관계선에 의한 속성 필요 확인
    • 속성 불필요 → 관계선 & 관계 속성 삭제

참조 무결성 관계(Referential Integrity Relationship)

  • 외래 식별자(Foreign Key) 속성의 값은 상위(부모) 엔터티의 주 식별자 값과 일치하거나 널(Null) 값이어야 한다.
    • 참조 무결성 제약 (Referential Integrity Constraint)
    • 5.4 장 참조

바로 상위의 1촌 관계

  • 바로 상위(부모) 엔터티 하나와의 관계만을 관계선으로 표현
  • 바로 위의 부모 엔터티 찾기 #1
    • 'ad관계', 'bd관계' 는 성능 문제를 해결하기 위한 추출(중복) 관계
      • D 엔터티의 a, b, 속성은 추출(중복) 속성
    • 1촌 관계인 'cd관계'만 알면 문제 없음
  • 바로 위의 부모 엔터티 찾기 #2
    • 통합종목 : 모든 종목 통합 관리
    • ETF종목 ⊂ 통합종목 & ETF종목 ⊂ 주식종목
1촌 관계 위반1촌 관계 설계
  • ETF종목 엔터티는 통합종목 엔터티와 간접 관계, 주식종목 엔터티와 직접 관계 (생략→표현)
  • 1촌 관계는 참조 무결성 관계 보다 찾기 어려움
구분참조 무결성 관계1촌 관계
조인(Join) 관계
추출(중목) 관계

5.4. 참조 무결성(Referential Integrity)

참조 무결성이 존재할 때만 관계선을 표현해야 한다.

  • 참조 무결성은 참조하는 데이터 간에 결점이 없는 것을 의미
  • 참조 무결성 상태
    • 하위(자식) 엔터티의 외래 식별자 속성(관계 속성)에 존재하는 값이 상위(부모) 엔터티의 주 식별자 값과 일치하거나 널(Null)인 상태
  • 참조 무결성 제약
    • 하위(자식) 엔터티는 상위(부모) 엔터티에 있는 값만 입력 가능
    • 상위(부모) 엔터티는 하위(자식) 엔터티에 없는 값만 삭제 가능
구분설명
참조 무결성(ReferentialIntegrity)논리적 개념
관계선(Relationship Line)모델(ERD)에 표현, 논리적 개념
참조 무결성 제약(Referential Integrity Constraint)DBMS에 물리적 구현
  • 물리적인 FK 제약 미생성 != 참조 무결성, 관계가 없음
    • 데이터 관점에서 참조 무결성이 존재하면, FK 제약이 없더라도 참조 무결성 관계임
    • 추후에 FK 제약을 생성했을 때 이상이 없도록 관계 도출 필요
  • 참조 무결성 (논리 개념) = 참조 무결성 제약 (물리 개념)
  • 참조 무결성 관계를 기준으로 관계선을 표현
    • 두 엔터티의 공통 속성인 식별자(주 식별자, 외래 식별자)로 조인할 수 있는 경우
  • 참조 무결성이 존재하지 않는 릴레이션
    • 부서(상위)
#부서번호부서명
100영업부
200총무부
300개발부
400인사부
500업무부
    • 사원(하위)
#사원번호사원명현재근무부서번호
123홍길동300
124김길동100
125박길동{null}
126최길동300
127이길동600
    • '127' 이길동 사원의 현재근무부서번호 '600' : 참조 무결성 위반
    • 참조 무결성 제약 없음
  • 성능 문제로 실무에서 참조 무결성 제약을 생성하는 경우는 드물다.
    • 입력/수정/삭제 시 무결성 유지를 위한 처리가 추가 됨 (10~15% 성능 저하)
  • 참조 무결성 제약 생성 여부 선택
    • [V] 15% 정도의 성능 저하
    • 데이터 무결성 훼손
  • 선택을 위한 정보
    • 데이터 무결성 훼손에 의한 비용 발생
    • 어플리케이션 로직으로 무결성 구현 역시 성능 저하 와 추가 개발 발생
    • 데이터 무결성보다 성능을 우선시 해야 하는 엔터티는 1% 이내 (저자 경험)
    • 참조 무결성 제약에 의한 개발 과 관리(DBA)의 불편함 (본질적 > 부가적)
  • 참조 무결성 제약 사용의 현실적인 어려움
    • 이미 깨진 데이터 무결성 : 쉽지 않은 정제(Cleansing) 필요 (Data Quality 분야)
    • 분석의 어려움 : 참조 무결성은 데이터 값 분석을 통해 제대로 파악 가능 (예외 상황 고려 등)
      • 파악된 참조 무결성 관계를 기반으로 주요 데이터를 분석하면서 관계 확인

결론

데이터 무결성은 관계형 데이터 모델링의 최상위 목표, 관계선은 참조 무결성 제약으로 구현이 원칙

5.5. 기준 엔터티의 참조 무결성

기준 엔터티

업무에서 참조하는 일자나 금액, 율 등의 데이터를 관리하는 엔터티 (환율, 우편번호, 이자율...)

  • 기준 엔터티의 데이터가 바뀌면, 참조해 사용했던 다른 엔터티의 데이터를 어떻게 처리 할것인가?
    • 업무 요건에 따라서 엔터티간 관계를 심도 있게 분석 결정

케이스1) 참조 무결성 없음

  • 우편주소(기준) 엔터티
  • 고객 엔터티
    • 고객 엔터티에 우편주소 엔터티의 주 식별자가 없음 (관계X, 참조O)
    • 고객 엔터티의 데이터는 기준 데이터를 보고 선택한 시점의 데이터 (상위 엔터티 값이 바뀌어도 하위 엔터티에 영향 없음)

케이스2) 참조 무결성 있음

    • 기준 엔터티의 주 식별자 값이 고객 엔터티에 입력 됨
    • 고객 엔터티에 우편주소 속성 없음, 기준 엔터티 값이 바뀌면 하위 엔터티에 영향 있음 (이력 데이터, 업무 정의 검토)

케이스3) 참조 무결성 없음

  • 보통 기준 엔터티와는 참조 무결성 관계가 없음
    • 데이터 입력시 기준 엔터티 값 참조 후 별도 키인 등 (계좌.수수료율 의 값은 수수료율.수수료율에 없을 수 있다)
    • 적용한 수수료율을 참조 무결성 관계로 관리하면 복잡해질 뿐 이득이 없음 (관계, 실익에 대한 고민 필요)

결론

  • 기준 엔터티와의 관계 설계시 기준 엔터티의 값이 참조 엔터티에 값으로 존재 해야 하는지, 관계로 존재 해야 하는지 분석 필요
    • 값 : 참조 무결성 관계 없음 (일반적)
    • 관계 : 기준 엔터티 값 변경시 참조 엔터티 값도 변경됨 (시점 값 유지 필요시 이력 데이터 관리, 실익 없음)

5.6. 종속(Dependent) 관계와 참조(Referential) 관계

종속 관계는 흔치 않고, 대부분 관계는 참조 관계다.

관계상위(부모)엔터티 종속 여부설명
종속(Dependent) 관계O부모 엔터티와 자식 엔터티 간의 관계
참조(Referential) 관계X어떤 엔터티와의 연관성을 관리하는 관계

케이스1) 본질적 완전 종속 관계 (소수, 20% 이내)

  • 상품가격 엔터티는 상품 엔터티가 없으면 존재 불가능 (예외 없음)
    • 종속 관계면 엔터티명도 유사 하고, 부모 엔터티의 주 식별자가 상속 된다.

케이스2) 업무적 종속 관계 (다수)

  • 요건(팀이 특정 리그에 반드시 속해야 한다)에 의한 종속 관계
    • 요건에 따라 달라질 수 있음, 아래 처럼 팀 엔터티 주 식별자의 전략적 구성 가능 (참조 관계, 확장성을 고려한 느슨한(Loosely Coupled) 관리)
    • 아래 처럼 팀.리그번호 에 널(Null) 허용시 단순 참조 관계 (팀이 리그 없이 존재 가능)

케이스3) 참조 관계

  • 관계 삭제 (사원.부서번호 속성 삭제) 시 사원 데이터 존재 가능 (업무 요건...)
    • 상위(부서) 엔터티의 주 식별자가 하위(사원) 엔터티의 주 식별자에 관여하지 못함
    • (저자는) 참조 관계에서는 부모/자식 엔터티 대신 상위(Referenced)/하위(Referencing) 엔터티로 표현

케이스4) 잘못 설계한 참조 관계

  • 상품유형이 없어도 상품 데이터 생성 가능, 종속 관계 설계로 인한 경직성
  • 위와 같이 참조 관계가 바람직, 유연하고 간명한 모델

결론

  • 명확한 엔터티 정의 후, 종속/참조 관계를 도출 해보자.

5.7. 식별(Identifying) 관계와 비식별(Non-Identifying) 관계

  • 종속- 참조 관계, 엔터티의 정의(자립- 종속)와 연관 되어 있음
    • 종속- 참조 관계는 식별- 비식별 관계를 선택하는 기준이 됨 (전략적 선택도 있음)
관계 타입(Relationship Type)식별(Identifying) 관계비식별(Non-Identifying) 관계
상위(부모) 엔터티의 주 식별자를 하위(자식) 엔터티의주 식별자에 포함일반 속성에 포함
예제

식별 관계

  • 업무 요건을 명확하게 표현하고 관리 (종속 관계)
  • 주 식별자를 인덱스로 사용 가능

결론

종속- 참조 관계식별- 비식별 관계비고
종속 관계식별 관계비식별 관계 사용 가능 (주 식별자 복잡성 해결 목적)
참조 관계비식별 관계식별 관계 사용 가능 (성능 문제 해결 목적)

5.8. 종속- 참조 관계 그리고 식별- 비식별 관계

  • 상위(부모) 엔터티의 주 식별자를 하위(자식) 엔터티에 어떻게 상속하지? (식별자/참조속성)
    • 일반적인 원칙은 5.7 의 결론과 같다
  • 종속- 참조 관계 와 식별- 비식별 관계는 연관성은 있지만, 같은 개념은 아니다.
종속- 참조 관계엔터티 사이의 성격을 파악하는 논리적인 개념
식별- 비식별 관계CASE 툴의 물리적인 표기 방법

종속 관계면서 식별 관계

  • 속성은 엔터티에 속해 있다. (엔터티 없이는 속성이 존재하지 않는다.)
  • 부모 엔터티에 존재 종속(Existence Dependency)된 종속 엔터티는 대부분 식별 관계로 상속 받는다.
    • 단점 : 변화에 취약함, 하위(자식) 엔터티의 주 식별자가 복잡해짐

종속 관계면서 비식별 관계

  • 요건이 변경될 가능성이 있거나, 복합 주 식별자가 바람직하지 않을 때 사용
  • 속성 엔터티는 엔터티번호를 속성으로 내리고(Nullable?), 인조 식별자 (#속성번호) 사용
  • 엔터티 관계를 전략적으로 약 결합(Loosely Coupled) 상태로 만든 모델 (유연함)

참조 관계면서 비식별 관계

  • 부서가 없더라도 사원은 존재 가능
  • 사원 엔터티의 주 식별자는 인조 식별자 혹은 자신의 업무 식별자로 구성

참조 관계면서 식별 관계

  • 매우 드물고, 보통 잘못 설계한 모델
  • 사원 엔터티의 주 식별자가 모호해짐, 소속부서 변경시 관리 어려움, 하위 엔터티 영향도

결론

  • 위의 네가지 유형을 기준으로 결정
    • 기본 : 종속 관계는 식별 관계 사용, 참조 관계라면 비식별 관계를 사용
    • 주의 : 무의식적으로 상위(부모) 엔터티의 주 식별자를 하위(자식) 엔터티의 주 식별자로 상속 하는것

5.9. 식별 관계와 비식별 관계를 채택하는 예외 경우

  • 예외를 모델링 전략으로 요긴하게 사용할 수 있다.
    • 주의 : 종속 관계 & 비식별 관계, 참조 관계 & 식별 관계 (특히 주의)

성능 고려

  • 비식별자로 상속해서 단절된 연결을 식별자로 상속해서 연결 시키는 것
복잡한 상속 관계식별자로 상속중복 관계
모델
D → A 참조 요건C 엔터티를 거쳐야 함(쿼리 복잡함, 성능 부정적)직접 조인(Join) 가능직접 조인(Join) 가능
  • 그림 5.22
    • B 엔터티 는 A 엔터티에 종속
    • D 엔터티 는 C 엔터티에 종속
  • 그림 5.23
    • B 엔터티와 C 엔터티가 종속 관계는 아니지만 성능 요건을 위해 전략적으로 식별자로 상속
    • C, D 엔터티의 주 식별자는 혼란스러워짐, 심각한 성능 문제가 있을 때만 사용
  • 그림 5.24
    • 중복(추출) 관계를 사용한 비 정규형
    • 데이터 정합성 유지 필요(C.A 값과 D.A 값의 일치)

모델 구조 고려

  • 단순한 모델을 위해 종속 관계가 존재하더라도, 식별자 상속을 단절 시켜 속성으로 상속하는 전략 (그림 5.22)
    • 식별자 상속 단계가 깊어지면, 주 식별자가 복잡 해지고, 하위(자식) 엔터티가 많이 존재하는 엔터티에는 효율적이지 않다. (그림 5.23)
식별자로 상속(복잡)
비식별자로 상속(단순)
  • 고객주소 엔터티의 주 식별자에 인조 식별자 적용

결론

  • 성능 향상과 단순한 모델을 위해 식별자를 적절하게 상속하고 단절시키는 전략 필요 .

5.10. 참조 관계의 주 식별자를 식별 관계로 상속한 경우

  • 종속 관계와 참조 관계를 분명하게 구분하지 못하면 모델이 흔들릴 수 있음
  • 요건
    • 병원은 교회에서 건강 검진 수행
    • 이후 교회로 청구 하면서 검진 결과 보냄
    • 교회는 개인에게 검진 결과를 보내고, 비용을 병원에 납부
요건을 잘못 설계한 모델
  • 청구와 검진결과 엔터티는 서로 다른 성격이며, 종속 관계일 수 없음
  • 청구
#청구번호청구일자청구병원명청구인원청구금액
1002025-03-31A병원33000
  • 검진결과
#청구번호#검진자명검진일자검진의사명혈압당뇨빈혈결핵
100박길동2025-03-01이길동정상정상정상정상
100김길동2025-03-20이길동높음정상정상정상
100홍길동2025-03-25이길동정상정상
  • 위는 A병원이 B교회로 출장 가서 검진한 세 명의 데이터를 청구한 케이스, 아래는 홍길동 검진 결과를 다음달 결과에 포함시킴
  • 청구
#청구번호청구일자청구병원명청구인원청구금액
1002025-03-31A병원33000
1012025-04-30A병원22000
  • 검진결과
#청구번호#검진자명검진일자검진의사명혈압당뇨빈혈결핵
100박길동2025-03-01이길동정상정상정상정상
100김길동2025-03-20이길동높음정상정상정상
100홍길동2025-03-25이길동정상정상
101강길동2025-04-25이길동정상정상정상정상
101홍길동2025-03-25이길동정상정상있음있음
  • 홍길동에 대한 청구 번호가 바뀜, 업무가 불편할 수 있음
    • 검진 결과를 먼저 통보하고, 청구를 나중에 한다면 청구 번호가 없어서 불가능 (청구번호 미리 채번 예외)
    • 홍길동이 몇 번 검진 받았는지 파악이 어려움
제대로 설계한 모델
  • 청구와 검진결과 엔터티는 참조 관계, 데이터 성격이 반영 되었고, 유연한 모델
  • 청구
#청구번호청구일자청구병원명청구인원청구금액
1002025-03-31A병원33000
1012025-04-30A병원22000
  • 검진결과
#검진자명검진일자검진의사명혈압당뇨빈혈결핵최종청구번호
박길동2025-03-01이길동정상정상정상정상100
김길동2025-03-20이길동높음정상정상정상100
홍길동2025-03-25이길동정상정상있음있음101
강길동2025-04-25이길동정상정상정상정상101
  • 최종청구번호 속성이 업데이트 된다, 이력 데이터 관리가 필요할 수 있다

5.11. 관계 속성 & 관계 엔터티

관계선(Relationship Line)의 실상

참조 무결성 제약(Referential Integrity Constraints)과 관계 속성(Relationship Attribute)이다.

  • 데이터 생성 순서 개념
    • 하위 엔터티 속성(관계 속성)의 데이터는 상위 엔터티의 속성(주 식별자)에 존재해야 한다.
일반적인 모델
  • 관계 속성이 엔터티 간에 두개 이상인 모델
  • 각 관계명에 롤(Role) 이름을 사용해야 함
  • 인덱스 개수가 증가 한다
관계 속성이 늘어난 일반적인 모델
  • 관계 속성이 더이상 늘어나지 않는다면 사용 가능
  • 더 늘어날 수 있다면 관계 엔터티(Relationship Entity)를 사용 - 연대보증인고객번호4 ... 연대보증인고객번호9 ?
관계 엔터티로 설계한 모델
  • 연관 관계가 많아지거나, 그럴 가능성이 있다면 관계 엔터티로 관리 필요 - 보험계약당사자
  • 관계 엔터티 사용은 가능한 정규화를 한다는 것을 의미
  • 세 개 이상의 엔터티 사이의 관계 관리 : 3개체 관계(Ternary Relationship)
  • 인덱스 개수가 줄어 든다, 인스턴스 개수가 증가 한다

5.12. 관계 엔터티의 특징

유연함

  • 관계 엔터티의 최대 장점, 다수 관계 속성의 최대 단점
  • 그림 5.23 모델에서 당사자 유형이 늘어날 때 변경 관리가 어려움, 관계 엔터티에서는 당사자구분코드에 값만 추가 하면 됨

부가 속성 관리

  • 관계 엔터티도 고유의 속성을 가질 수 있다 - 신용정보활용동의여부
부가 속성이 존재하는 관계 엔터티
  • 관계 속성 적용시
부가 속성이 존재하는 관계 속성

하위 엔터티 관리

  • 드물지만 관계 엔터티가 하위 엔터티 가질 수 있다 - 법정대리인
관계 엔터티의 하위 엔터티가 존재하는 모델
  • 관계 속성 적용시
관계 속성에 대한 하위 엔터티가 존재하는 모델
  • 'a관계'는 보험계약 엔터티의 속성이 피보험자고객번호일 때만 성립한다는 업무 규칙 필요 (암호와 같은 모델)

중복 관계 관리

  • 만약 성능 문제가 있다면 비정규형 고려 (단, 관계 속성 사용은 지양)
관계 엔터티 모델
  • 보험계약 엔터티에 중복 관계(계약자고객)를 채택
중복 관계(계약자고객)를 사용한 모델
    • 계약자는 언제나 한명, 계약자 기준 조회가 빈번 할때 적합
    • 중복(추출) 관계를 피하기 위해 보험계약당사자 엔터티에서 계약자 제거 검토 (중복 속성 → 기초 속성)

중복 속성 관리

  • 계약 당사자의 이름이 항상 같이 조회 되는 경우
중복 속성(고객명)을 사용한 모델
  • 관계 속성 적용시
중복 속성(고객명)을 사용한 모델 (관계 속성)

자체 이력 관리

  • 자체적으로 이력 관리 가능, 별도 이력 엔터티 관리 가능
이력 데이터를 관리하는 관계 엔터티
  • 상대적으로 쿼리가 단순 해진다

-- 홍길동(고객번호='123')과 관련된 보험 계약 조회
SELECT *
  FROM 보험계약당사자
 WHERE 고객번호 = '123'
--   AND 당사자구분코드 = :V1

  • 관계 속성 적용시
관계 속성을 관리하는 엔터티에 대한 이력 모델
  • 조회시 많은 OR 조건으로 성능 비효율 발생 가능

-- 홍길동(고객번호='123')과 관련된 보험 계약 조회
SELECT *
  FROM 보험계약
 WHERE 계약자고객번호 = '123'
    OR 피보험자고객번호 = '123'
    OR 피보험자고객번호2 = '123'
    OR 연대보증인고객번호 = '123'
    OR 연대보증인고객번호2 = '123'
    OR 연대보증인고객번호3 = '123';

5.13. 관계 엔터티 선택 기준

  • 관계 엔터티는 원칙과 기준을 바탕으로 신중하게 적용 필요

관계가 늘어날 가능성

  • 관계 속성의 개수와 관계 속성이 늘어날 가능성 확인
    • 관계 속성도 적고, 변경 가능성이 없다면 관계 속성이 효율적일 수 있음
    • 보통은 성능 문제가 없는 한 관계 엔터티가 효율적
관계 속성을 사용한 모델
  • 보험료 납부자, 공동 계약자와 같은 다른 관계 추가시 변경 관리 어려움
관계 엔터티를 사용한 모델
  • 관계가 늘어날 가능성이 있다면 관계 엔터티 적용

조회 요건

  • 중요한 화면의 구성(성능 고려)에 따라 고려
    • 성능에 문제가 없다면 어떤 경우에도 관계 엔터티 사용
  • 복수의 보험계약 당사자를
    • 로우 형식으로 보여줌 : 관계 엔터티 적용
    • 컬럼 형식으로 보여줌 : 관계 속성 적용

결론

  • 대부분의 온라인 처리(OLTP) 화면은 성능 이슈 보다 확장성에 초점을 맞춤 - 관계 엔터티 우선
  • 이력 관리가 핵심 요건일 경우 - 관계 엔터티 우선
  • 관계 엔터티에서 별도 속성을 관리 하거나 하위 엔터티가 존재할 때 - 관계 엔터티 우선
구분관계 속성(컬럼 관리 방식)관계 엔터티(로우 관리 방식)
선택기준
  • 반복 속성의 개수가 적으며, 업무 변경으로 인한 속성의 변경 가능성이 작을 때
  • 업무 변경으로 인한 속성의 변경 가능성이 조금이라도 존재할 때
  • 속성에 대한 하위 엔터티 관리가 필요할 때
  • 속성의 이력 관리가 필요할 때
특징
  • 속성으로 늘어남
  • 업무 변화에 유연하지 않음
  • 인덱스가 반복 속성 숫자 이상으로 증가함
  • 조회 쿼리(SQL)가 복잡하고 비효율적임
  • 속성에 대한 하위(자식) 엔터티를 관리하기 힘듦
  • 이력 관리가 복잡해지고 비효율적임
  • 특정 요건에 대한 성능이 뛰어남
  • 엔터티가 추가됨
  • 업무의 변화에 유연하고 확장성이 좋음
  • 인덱스가 하나만 필요함
  • 조회 쿼리(SQL)가 단순하고 효율적임
  • 속성에 대한 하위(자식) 엔터티를 관리할 수 있음
  • 인스턴스 수가 증가함
  • 이력 관리가 효율적임

5.14. 관계선의 구성 요소

관계선은

카디널러티(Cardinality) 와 옵셔널러티(Optionality), 그리고 관계 타입(Relationship Type) 과 관계 디그리(Relationship Degree), 관계명(Relationship Name)으로 구성 됨

카디널러티(Cardinality)

  • 하나의 인스턴스와 관계있는 상대 인스턴스의 개수를 의미
  • 새 발(Crow's Foot)로 표시

옵셔널러티(Optionality)

  • 하나의 인스턴스와 관계있는 상대 인스턴스의 존재(Existence) 여부를 의미
  • 반드시 존재 하거나(Mandatory) 존재하지 않거나(Optional)를 의미

관계 타입(Relationship Type)

  • 식별- 비식별 관계 상속 구분

관계 디그리(Relationship Degree)

  • 관계선과 연관된 엔터티의 개수
    • 보통 두개, 간혹 세개도 있음

관계명(Relationship Name)

  • 모델의 가독성을 높이기 위해서 사용
    • 직관적으로 알 수 있는 경우 생략

5.15. 관계 구성 요소 - 카디널러티(Cardinality)

  • 상위(부모) 엔터티의 한 개의 인스턴스가 하위(자식) 엔터티의 몇 개의 인스턴스와 연관이 있는지를 의미
  • 관계 분석시 '몇대몇' 이라고 하는, 관계선 표현의 가장 기본 요소
    • 종류 : 일대일(1:1), 일대다(1:M), 다대다(M:M)

일대일(1:1) 관계

  • 상위(부모) - 하위(자식) 엔터티의 인스턴스가 최대 하나씩 연관 됨
  • 업무 요건, 성능/모델 관리 측면에서 일대일 관계가 나타남

일대다(1:M) 관계

  • 상위(부모) - 하위(자식) 엔터티의 인스턴스가 최소 하나씩 연관 됨
  • 카디널러티 끝에 숫자(최대 개수, 고정 개수)를 표시 - CASE 툴 표현, 데이터베이스 구현 문제
  • 부서에 여러 사원이 존재, 한 사원은 하나의 부서에 소속

다대다(M:M) 관계

  • 학생은 여러 강좌를 수강, 한 강좌는 여러 학생이 수강
  • 논리적으로(업무적으로) 많이 발생
  • 개념(초기 논리)모델링 단계에서 많이 발생
    • 최종 물리 모델에서는 구현 불가 - 다대다(M:M) 관계는 두개의 일대다(1:M) 관계로 변경 (교차 엔터티)

결론

  • 대부분(90% 이상) 카디널러티는 일대다(1:M) 관계임
  • 실제 모델에서는 성능/관리 목적으로 엔터티 분리하는 경우로 일대일(1:1) 관계도 많음

5.16. 카디널러티 분석 방법

상대 인스턴스 개수가 하나인지, 하나 이상인지 파악하는 것임

구분일대일(1:1) 관계일대다(1:M) 관계
옵셔널러티(선택)최대 하나(없음 포함)최대 여러개(없음 포함)
옵셔널러티(필수)최소 하나최소한 하나
  • 보통 카디널러티와 옵셔널러티를 한번에 분석
  • 주의사항
    • 특정 시점을 기준으로 하지 않는다 (카디널러티는 발생할 수 있는 가능성을 의미),
    • 이력 데이터가 아닌 원천 데이터만을 대상으로 한다
일대일 카디널러티로 설계한 모델
  • 부서의 관리 사원이 나중에 추가될 수 있는 요건 - 카디널러티 오판
일대다 카디널러티로 설계한 모델
  • 부서관리사원 릴레이션
#부서번호#부서관리사원번호지정일자
총무부홍길동2033-01-02
영업부이길동2033-01-02
개발부박길동2033-01-02
개발부강길동2035-06-01
인사부최길동2033-01-02
  • 2035년 개발부 관리 사원 추가 - 설계시 업무 요건 고려 필요
부서관계사원 관계가 일대다인 모델
  • 관리사원이 바뀔 수 있다는 이유로 일대다(1:M) 카디널러티로 설계 하면 안됨
  • 일대일(1:1) 카디널러티에서 업데이트 처리 가능
  • 부서관리사원 릴레이션
#부서번호#부서고나리사원번호지정일자
총무부김길동2033-01-02
영업부이길동2033-01-02
개발부박길동2033-01-02
개발부강길동2035-06-01
인사부최길동2033-01-02
  • 원천 데이터를 대상으로 카디널러티 분석 필요 - 일대일(1:1)
    • 한 사원은 하나의 부서에 대해 관리사원이 될 수 있다
  • 이력 데이터까지 포함하면 카디널러티가 일대다(1:M)가 될 수도 있음
    • 업무는 일대일(1:1), 데이터는 일대다(1:M) 구성
    • 이력 데이터가 포함되면 카디널러티는 단계가 하나씩 올라간다 (일대일 → 일대다 → 다대다)

5.17. 관계 구성 요소 - 옵셔널러티(Optionality)

  • 관계선에서 양쪽의 '○' 표시에 해당, 카디널러티와 함께 새발(Crow's Foot)로 표현 됨
  • 하위(자식) 엔터티의 인스턴스와 연관되는 상위(부모) 엔터티의 인스턴스가 반드시 존재해야 하는지(Mandatory), 존재하지 않아도 되는지(Optional)를 의미
    • 상위(부모), 하위(자식 엔터티 각각 입장에서 판별
  • 옵셔널러티는 존재(Existence) 여부를 의미 → 카디널러티(Cardinality)에 포함된 개념
    • 최소 개수가 0 이면 선택(Optional) 관계
    • 최소 개수가 1 이면 필수(Mandatory) 관계
옵셔널러티가 선택인 모형
  • 사원 집합에 대한 부서 집합의 옵셔널러티는 선택(Optional) 임 - 강길동(임시부)
  • 부서 집합에 대한 사원 집합의 옵셔널러티는 필수(Mandatory) 임

5.18. 상위 엔터티의 옵셔널러티

상위 엔터티의 옵셔널러티가 필수(Mandatory)여야 두 엔터티 사이에 업무 규칙이 존재.

  • 상위 엔터티의 옵셔널러티가 선택적(Optional)이라면 업무 규칙이 없는 것과 같음.
    • 엔터티가 제대로 도출된 것인지 검토
    • 업무 규칙이 관계선에 제대로 반영 되었는지 검토
관계선 양쪽의 옵셔널러티가 선택인 모형
  • 고객에 통장이 발급되면 통장 엔터티의 고객번호 등의 속성이 업데이트
  • 고객 엔터티와 관계 없는 외부고객에 발급된 통장을 포함 → 정확하지 못한 설계
    • 통장 엔터티 쪽의 옵셔널러티가 선택(Optional) : 기존 고객에 발급 되기 전, 외부 고객에 발급 된 후
  • 고객
#고객번호고객명
123홍길동
124김길동
125박길동
126이길동
  • 통장
#통장번호고객번호통장비밀번호통장개설일자통장고유번호입고일자입고부서번호
7890123{null}{null}{null}2345678902025-01-01100
901234512309872025-05-013456789012025-01-01103
123456712500002027-03-204567890122025-01-01300
345678923412342032-03-275678901232025-01-01200
567890112477772025-12-256789012342025-01-01105
  • 통장 릴레이션의 '234' 고객이 고객 릴레이션에 없음 : 관계가 깨진 릴레이션 (?)
  • 고객 릴레이션의 '126' 고객은 통장 릴레이션에 없음 : 옵셔널러티가 선택
  • 양쪽 엔터티의 옵셔널러티가 선택(Optional)인 관계선은 관계가 없는 거와 같음
    • 관계선 삭제 보다는 상위(부모) 엔터티의 옵셔널러티를 필수(Mandatory)가 되도록 수정
상위 엔터티 쪽 선택 옵셔널러티 제거
  • 고객- 외부고객 엔터티의 옵셔널러티가 선택(Optional)로 보임 - 배타 관계, 두 엔터티를 합치면 옵셔널러티가 필수(Mandatory)가 됨
  • 고객- 외부고객 엔터티는 통합 대상 - 유사 성격, 배타 관계 해소
위의 모델을 정제
  • 통장 쪽 옵셔널러티 명확화 - 발급 전 통장은 고객과 관계 없음
  • 고객- 외부고객 엔터티 통합
  • 프로세스에 따라 엔터티를 생성하지 않는 것이 원칙이나, 프로세스에 따라 관리하는 속성(데이터 성격)이 많이 달라지면 별도 엔터티(통장- 고객통장)로 관리

5.19. 카디널러티 & 옵셔널러티 표기법

  • 다대다(M:M) 관계 제외
  • 카디널러티
    • 상위 엔터티 : 0, 1
    • 하위 엔터티 : 0, 1, M
    • 최소 0 - 선택(Optional)
    • 최소 1 - 필수(Mandatory)
예제 모델

예제1

  • 일대일 관계 : 조립이 안된 보드 포함

예제2

  • 일대일 관계 : 조립된 보드만 관리
  • 데이터 발생시 하나의 트랜잭션은 아님

예제3

  • 가장 일반적인 관계선
    • 일대일 관계는 드물고 상위 엔터티 옵셔널러티는 필수, 하위 엔터티 옵셔널러티는 선택인 관계가 많다.

예제4

  • 여러개 상품 혹은 한개 상품 주문 가능 (최소 한개 상품 필요)

예제7

  • 하위(자식) 엔터티에 존재하는 데이터가 상위(부모) 엔터티에 존재하지 않을 수 있음
동그라미의미판단시점
관계선(2개)옵셔널러티 선택(Optional) 의미없음
사원.부서번호 속성널(Null) 허용 의미데이터 발생시
  • 부서
#부서번호부서명
100총무부
200영업무
300개발부
400인사부
  • 사원
#사원번호사원명부서번호
123홍길동100
124김길동100
125박길동300
126이길동200
127최길동{null}
128강길동999
  • '인사부' 에 소속된 사원이 없음, '강길동' 이 소속된 부서(999)는 없음
  • 참조 무결성 제약 생성 불가, 의미 없는 관계
  • 해결책1 - 부서 릴레이션에 부서(999) 등록 하고 옵셔널러티를 필수(Mandatory)로 변경
    • 한두 개의 예외 경우일 경우
  • 부서
#부서번호부서명
100총무부
200영업무
300개발부
400인사부
999임시부
  • 사원
#사원번호사원명부서번호
123홍길동100
124김길동100
125박길동300
126이길동200
127최길동{null}
128강길동999
  • 해결책2 - 별도 엔터티 추가하고 배타 관계 적용
    • 예외를 집합으로 둘 정도로 많을 때
  • 기타부서 엔터티에 부서(999) 등록
    • 부서- 기타부서 각각은 옵셔널러티가 선택(Optional) 이지만 합치면 필수(Mandatory)가 됨
  • 그림 5.68 의 사원 릴레이션의 부서번호 속성에 Null 허용하지 않는 경우 모델

5.20. 관계 구성 요소 - 관계 디그리(Relationship Degree)

  • 관계(Relationship)와 연관된 엔터티의 개수를 의미
디그리관계설명비고
11개체 관계(Unary Relationship)하나의 엔터티에서 발생순환 관계(Recursive Relationship)
22개체 관계(Binary Relationship)두 개의 엔터티 간의 관계대부분의 업무 규칙에 해당
33개체 관계(Ternary Relationship)세 개 이상의 엔터티에서 발생2개체 관계로 설명이 안될 경우 검토
  • 한과목 - 여러 교수, 한학생 - 여러 과목, 한학생 - 여러 교수
  • 3개체 관계도 다대다(M:M) 해소 처럼 관계 엔터티(수강신청)가 발생
  • 관계 엔터티의 속성(신청일자)은 주 식별자 조합에 의해 유일하게 결정 됨

결론

  • 요건에 의한 3개체 관계는 복잡하지만 정당하며 효율적이고 바람직 함