Day 2 - 3단계 스키마와 모델링 단계

같은 쇼핑몰 데이터, 보는 사람마다 다른 모습

쇼핑몰의 배송 담당자는 주문번호·받는 사람·주소만 본다. 정산 담당자는 주문번호·결제금액·결제일만 본다. DBA 는 이 데이터가 어느 디스크에 어떤 인덱스로 저장되는지를 본다. 같은 데이터를 세 층에서 바라보는 셈이다.

• 이렇게 층을 나눈 이유는 한 층의 변화가 다른 층으로 번지지 않게 하기 위해서다.
• 이 구조는 미국 표준 협회(ANSI)의 SPARC 위원회가 제안했다. 그래서 "ANSI/SPARC 3단계 스키마 구조"라고 부른다.

3단계 스키마

  배송 담당 화면      정산 담당 화면      고객 마이페이지
  ┌──────────┐      ┌──────────┐      ┌──────────┐
  │ 외부 1   │      │ 외부 2   │      │ 외부 3   │     ← 외부 스키마 (여럿)
  └────┬─────┘      └────┬─────┘      └────┬─────┘
       └──────────────┬──┴─────────────────┘
                      │  외부/개념 사상  → 논리적 독립성
               ┌──────┴───────┐
               │  개념 스키마  │                          ← 고객·상품·주문 전체 구조
               └──────┬───────┘
                      │  개념/내부 사상  → 물리적 독립성
               ┌──────┴───────┐
               │  내부 스키마  │                          ← 파일·인덱스·블록
               └──────────────┘

• 외부 스키마는 사용자마다 다르므로 여러 개다. 개념 스키마와 내부 스키마는 데이터베이스마다 하나다.
• 개념 스키마는 "조직 전체가 무엇을 저장하는가"를 담는다. 어떻게 저장하는지(인덱스·파일)는 내부 스키마의 일이다.
• SQL 로 보면 외부 스키마는 CREATE VIEW 로 만든 뷰, 개념 스키마는 테이블 정의, 내부 스키마는 테이블스페이스·인덱스 같은 저장 구조에 가깝다. 정확히 일대일 대응하는 것은 아니고 이해를 돕는 비유다.

두 가지 데이터 독립성

스키마 사이를 잇는 연결을 사상(Mapping) 이라 한다. 사상이 변화를 흡수하기 때문에 독립성이 생긴다.

쇼핑몰 예로 보면 다음과 같다.

• 논리적 독립성: 고객 테이블에 마케팅수신여부 칼럼을 추가했다. 배송 담당 화면은 그 칼럼을 쓰지 않으므로 고칠 것이 없다.
• 물리적 독립성: DBA 가 주문 테이블에 인덱스를 새로 만들고 다른 디스크로 옮겼다. 테이블 구조(개념 스키마)는 그대로이므로 SQL 도 그대로 돈다.

⚠️ 이름 짝을 헷갈리기 쉽다. 논리적 독립성은 개념 스키마 변경을, 물리적 독립성은 내부 스키마 변경을 견디는 성질이다. "논리"가 "외부"와 짝이라고 외우면 틀린다. 변경되는 쪽은 개념 스키마이고, 보호받는 쪽이 외부 스키마다.

데이터 독립성이 없으면

• 저장 구조를 바꿀 때마다 응용 프로그램을 다시 짜야 한다.
• 사용자마다 필요한 데이터 모습이 달라도 하나의 구조를 억지로 공유해야 한다.
• 결국 유지 보수 비용이 커지고 데이터 복잡도가 올라간다. 3단계 스키마는 이 문제를 줄이려는 구조다.

모델링의 세 단계

스키마가 "완성된 데이터베이스를 보는 층"이라면, 모델링 단계는 "데이터베이스를 만들어 가는 순서"다. 둘은 다른 개념이다.

  추상화 높음                                      추상화 낮음
  ───────────────────────────────────────────────────────────▶
  개념적 모델링        논리적 모델링          물리적 모델링
  (무엇이 있나)       (정확히 어떻게 생겼나)   (DBMS 에 어떻게 올리나)

• 개념 → 논리 → 물리로 갈수록 구체적이 되고, 특정 DBMS 에 가까워진다.
• 논리 모델은 아직 특정 DBMS 에 묶이지 않는다. 그래서 같은 논리 모델로 Oracle 이든 다른 DBMS 든 물리 모델을 만들 수 있다.
• 정규화는 논리 모델링 단계의 일이다. 성능을 위해 일부러 중복을 허용하는 반정규화는 물리 모델링 단계에서 주로 검토한다(Week 2 에서 다룬다).

단계와 스키마를 나란히 놓으면

두 개념은 "추상적인 것에서 구체적인 것으로"라는 방향이 비슷해 함께 묻기 좋다.

• 이름에 "개념"이 둘 다 들어 있어 헷갈린다. 개념적 모델링은 설계의 첫 단계이고, 개념 스키마는 조직 전체의 통합된 데이터 구조다.
• 모델링 단계에는 "외부"가 없고, 3단계 스키마에는 "논리"가 없다. 보기에서 "논리 스키마"나 "외부 모델링 단계"가 나오면 용어를 섞은 것이다.

프로젝트 안에서 모델링의 자리

정보 시스템 구축 프로젝트는 대략 계획 → 분석 → 설계 → 개발 → 테스트 → 전환 순으로 진행한다. 모델링 단계는 이 흐름에 겹쳐진다.

• 데이터 모델과 프로세스 모델(업무 흐름)은 함께 만들어진다. 쇼핑몰의 "주문 접수" 프로세스를 정리하면서 주문 엔터티의 속성이 드러나는 식이다.
• 이 대응은 교재마다 표현이 조금씩 다르다. 분석 단계에서 논리 모델까지 끝낸다고 쓰는 교재도 있고, 설계 단계에 논리 모델을 넣는 교재도 있다. 순서(개념 → 논리 → 물리)는 같다.

내일은 모델의 첫 번째 요소인 엔터티의 특징과 분류를 본다.

📖 용어

• 스키마(Schema) : 데이터베이스의 구조와 제약 조건을 기술한 정의.
• 외부 스키마 : 사용자·응용 프로그램 하나가 보는 데이터베이스의 모습. 사용자 수만큼 있을 수 있다.
• 개념 스키마 : 모든 사용자 관점을 하나로 합친 조직 전체의 데이터 구조.
• 내부 스키마 : 데이터가 디스크에 실제로 저장되는 방식에 대한 정의.
• 사상(Mapping) : 두 스키마 사이를 대응시켜, 한쪽 변화가 다른 쪽으로 번지지 않게 하는 연결.
• 데이터 독립성 : 한 층의 스키마를 바꿔도 다른 층이 영향을 받지 않는 성질.
• 정규화 : 중복을 줄이도록 엔터티를 나누는 작업. 논리적 모델링 단계에서 한다.
• EA(Enterprise Architecture) : 조직 전체의 업무·데이터·시스템 구조를 한눈에 정리한 청사진.