데이터베이스 작동 원리 이해하기

소개: 데이터베이스(Database)는 현대 소프트웨어 시스템에서 핵심적인 역할을 수행하는 기술입니다. 데이터베이스는 데이터를 구조화하고 저장하며, 효율적인 데이터 액세스와 관리를 제공합니다. 그러한 데이터베이스의 작동원리를 이해해봅시다.

 

• 데이터베이스의 개념: 데이터베이스는 체계적으로 구성된 데이터의 모임으로, 조직이나 업무에 필요한 정보를 효율적으로 저장하고 관리하는 시스템입니다. 예를 들어, 온라인 쇼핑몰에서 상품 정보, 주문 내역, 회원 정보 등이 데이터베이스에 저장됩니다. 이러한 기본적인 DB를 시작해서 채팅이나 이미지 업로드 와같은 데이터들도 DB에 저장이됩니다.

 

• 데이터베이스 관리 시스템(DBMS): DBMS는 데이터베이스를 관리하는 소프트웨어입니다. DBMS는 데이터베이스 생성, 수정, 삭제 등의 작업을 수행하며, 데이터의 무결성과 보안을 유지합니다. 대표적인 DBMS로는 우리가 흔히 알고 있는 MySQL, Oracle, MsSql 등이 있습니다.

DB의 기본로직

 

• 데이터 모델과 스키마: 데이터 모델은 데이터를 구조화하는 방법을 정의하는 개념입니다. 가장 널리 사용되는 데이터 모델은 관계형 데이터 모델(Relational Data Model)입니다. 스키마는 데이터베이스의 구조를 정의하는 청사진이며, 테이블, 열, 제약 조건 등이 포함됩니다.

     해당 이미지는 학생테이블과 과목테이블의 관계를 나타냅니다.

     흔히 개발자들의 대화에서 1:n 이나 1:1 또는 n:n이 이미지상의 1과 N부분입니다.

     예를 들자면 학생(1명)이 수강신청(N개)를 신청할 경우에 학생 테이블에는 학생1명과 과목테이블의 과목(N개)가 쌓이       게 되는 구조입니다.

• 데이터 저장 구조: 데이터베이스는 일반적으로 디스크에 저장됩니다. 데이터는 페이지, 블록, 레코드, 필드 등의 단위로 저장되며, 인덱스를 활용하여 빠른 검색이 가능합니다. 데이터 저장 구조의 효율적인 설계는 데이터베이스의 성능에 영향을 미칩니다.

 

• 데이터 액세스: 데이터베이스에서 데이터를 읽고 쓰는 작업을 데이터 액세스라고 합니다. 액세스는 주로 SQL(Structured Query Language)을 사용하여 수행됩니다. SQL을 통해 데이터를 조회, 삽입, 수정, 삭제하는 작업이 가능하며, 데이터베이스의 유연성과 강력한 기능을 제공합니다.

 

• 트랜잭션과 동시성 제어: 트랜잭션은 하나의 논리적인 작업 단위를 의미하며, 데이터베이스에서의 일련의 작업들은 트랜잭션으로 관리됩니다. ACID 원칙(원자성, 일관성, 고립성, 지속성)을 준수하여 데이터의 일관성과 안전성을 보장합니다. 동시성 제어는 여러 사용자가 동시에 데이터베이스에 접근할 때 발생하는 문제를 관리하는 기술입니다.

 

• 데이터베이스 성능 최적화: 데이터베이스의 성능은 시스템의 효율성과 응답 시간에 직접적인 영향을 미칩니다. 성능 최적화는 인덱싱, 쿼리 튜닝, 캐싱 등의 기법을 사용하여 데이터베이스의 처리 속도와 확장성을 향상시킵니다. 예를 들어 조회 문법을 처리할 때 

SELECT * FROM MEMBERS;

다음과 같이 회원의 모든 정보를 추출하게 되면 응답시간이 늘어날 수 있습니다. 이를 통해 모든 정보가아닌

SELECT NAME, ADDRESS FROM MEMBERS;

다음과 같이 필요한 정보만을 추출한 다면 성능향상에 도움을 줄 것입니다.

또한 특정컬럼에 INDEX키를 지정하여 성능향상에 도움을 줄 수 있습니다.

 

마무리: 이 블로그 글을 통해 데이터베이스의 작동 원리에 대한 기본적인 이해를 얻을 수 있을 것입니다. 데이터베이스는 현대 소프트웨어 개발과 데이터 관리에 있어 핵심적인 기술이므로, 지속적인 학습과 실전 경험이 필요합니다. 데이터베이스를 효과적으로 활용하여 안정적이고 성능 우수한 소프트웨어 시스템을 개발하는 데 도움이 되길 바랍니다.