6장. 데이터베이스 설계 (ER 모델)

학습 목표

• Entity-Relationship 모델의 기본 개념을 이해한다
• 엔터티, 관계, 속성의 정의와 특징을 학습한다
• ER 다이어그램 작성 방법을 익힌다
• 제약조건과 카디널리티를 파악한다
• ER 모델을 관계형 모델로 변환하는 방법을 학습한다

6.1 ER 모델 개요

Entity-Relationship 모델

• 데이터베이스 설계를 위한 개념적 모델링 도구
• 1976년 Peter Chen에 의해 제안
• 현실 세계의 정보를 엔터티, 관계, 속성으로 표현
• 데이터베이스 설계의 초기 단계에서 사용

ER 모델의 구성 요소

엔터티 (Entity)

• 현실 세계에서 독립적으로 존재하는 객체나 개념
• 다른 엔터티와 구별되는 고유한 특성을 가짐
• 예: 학생, 교수, 과목, 부서

관계 (Relationship)

• 둘 이상의 엔터티 간의 연관성
• 엔터티들 사이의 의미 있는 연결

속성 (Attribute)

• 엔터티나 관계가 가지는 특성이나 성질
• 예: 학생의 학번, 이름, 주소

6.2 ER 다이어그램

ER 다이어그램 기호

• 엔터티: 사각형
• 관계: 다이아몬드
• 속성: 타원 (기본키는 밑줄)
• 연결선: 엔터티와 관계, 속성 연결

속성의 종류

• 단순 속성: 더 이상 분해되지 않음 (예: 학번)
• 복합 속성: 여러 속성으로 구성 (예: 주소)
• 단일값 속성: 하나의 값 (예: 이름)
• 다중값 속성: 여러 값 (예: 전화번호) → 이중 타원
• 유도 속성: 계산으로 도출 (예: 나이) → 점선 타원

6.3 엔터티와 엔터티 집합

엔터티 집합

• 같은 타입의 엔터티들

강한 vs 약한 엔터티

• 강한 엔터티: 기본키 있음, 독립 존재
• 약한 엔터티: 기본키 없음, 다른 엔터티에 의존
• 약한 엔터티는 이중 사각형, 식별 관계는 이중 다이아몬드

6.4 관계와 관계 집합

관계 집합

• 동일한 타입의 관계들

관계의 차수

• 이진: 두 엔터티 (가장 일반적)
• 삼진: 세 엔터티
• n진: n개 엔터티

관계의 카디널리티

• 1:1 (예: 부서-부서장)
• 1:N (예: 교수-학생)
• M:N (예: 학생-과목)

참여 제약조건

• 전체 참여: 모든 엔터티가 관계에 참여 (이중선)
• 부분 참여: 일부만 참여 (단일선)

6.5 ER 다이어그램 작성 예제

대학 데이터베이스 예제

엔터티:

• 학생(학번, 이름, 주소, 전화번호)
• 교수(교수번호, 이름, 급여, 연구분야)
• 과목(과목번호, 과목명, 학점)
• 학과(학과번호, 학과명, 건물, 예산)

관계:

• 수강(학생-과목, M:N)

• 소속(학생-학과, N:1)
• 근무(교수-학과, N:1)

ER 설계 단계

1. 요구사항 분석
2. 엔터티 식별
3. 관계 식별
4. 속성 정의
5. 제약조건 설정

6.6 ER 모델을 관계형 모델로 변환

변환 규칙

• 강한 엔터티 → 테이블로 변환 (속성 포함)
• 약한 엔터티 → 외래키와 부분키로 구성된 테이블
• 1:1 → 한쪽에 외래키
• 1:N → N 쪽에 외래키
• M:N → 별도 관계 테이블 생성
• 다중값 속성 → 별도 테이블 생성

변환 예제

학생 엔터티 →

Student(학번, 이름, 시, 구, 동)
Student_Phone(학번, 전화번호)

수강 관계 →

Takes(학번, 과목번호, 성적, 수강년도)
-- 기본키: (학번, 과목번호)
-- 외래키: 학번 → Student, 과목번호 → Course

6.7 확장된 ER 모델

• 특수화: 상위 엔터티를 하위 엔터티로 나눔 (ISA)
• 일반화: 하위 엔터티의 공통 특성을 상위로 추상화
• 집합: 관계를 하나의 엔터티처럼 표현