개체-관계 모델(ER 모델)

• ER 모델의 개요
  • ER 모델의 정의
    • ER 모델은 1976년 Peter Chen에 의해 발표된 모델링 도구
    • ER 모델은 데이터베이스 설계의 한 부분으로, 데이터베이스 요구 사항을 그래픽 형태로 표현
    • 3.개체 타입(Entity Type)과 관계 타입(Relationship Type)을 이용하여 현실 세계를 개념적으로 표현하는 기법
    • 현실 세계의 정보를 특정 DBMS와는 무관하게 개념적으로 설계
    • 최초에는 개체, 속성(Attribute), 관계의 개념만이 있었으나 점차 복합 속성과 일반화 계층이 추가
  • ER 모델의 특성
    • 그래픽 형태로 표현 : 데이터베이스 사용자들간의 의사소통이 원활해짐
    • 특정 DBMS 및 하드웨어 무관하게 설계 가능 : 설계 과정에 구현 사항을 반영하지 않음
    • Portable 하고 Compatible 함
    • 역공학(Reverse Engineering)의 적용이 가능
  • ER 모델의 장.단점

장점	단점
그래픽 형태로 표현하여 이해가 쉬움 특정 DBMS에 종속적이지 않음 어떠한 데이터 모델에도 사상(Mapping)이 가능 단순하고 일반적 모델에 적합	복잡한 응용 분야에는 적용하기 어려움 (GIS, 멀티미디어 응용 등) 재사용, 상속, 다형성 개념이 없어 객체-지향 모델링은 적용이 어려움 → EER(Extended Entity Relation) 모델을 활용

   

• ERD(ER Diagram)
  • ER 모델은 몇 가지 도형을 이용하여 현실 세계를 표현
    • ER 모델에서 사용하는 도형

구성요소	도형	주요내용
개체 타입		사람, 동물, 자동차 등과 같은 실제적인 객체 표현 이름과 속성들로 정의 이중 직사각형은 약한 개체를 표현
관계 타입		개체 타입들 간의 연관성을 표현 1:1, 1:N 또는 N:1, N:M의 유형이 존재
속성		개체 또는 관계에 대한 특성을 기술하는 데이터 항목 이중 타원은 다중값 속성, 점선 타원은 파생 속성
다중 값 속성		속성값이 여러 개 존재할 수 있는 속성
파생 속성		기존 속성값을 이용하여 새롭게 유도되는 속성
키 속성		각 개체를 유일하게 식별할 수 있는 속성 부분키는 점선 밑줄로 표현
선(Link)		개체와 관계, 개체와 속성, 관계와 속성을 연결 선 위에 역할(role)을 기재할 수 있음

   

• ER 모델 구성 요소
  • 개체 및 개체 타입
    • 개체
      • 현실 세계의 객체로써 유형 또는 무형의 정보 대상으로 존재하며, 서로 구별될 수 있는 것
      • 개체는 현실 세계에 존재하는 실체를 의미하는 것으로, 하나 이상의 속성으로 구성
    • 개체 타입
      • 같은 특성들을 공유하는 같은 타입의 개체들의 집합
      • 같은 속성들을 갖고 있는 개체들의 집합
  • 관계 및 관계 타입
    • 관계
      • 여러 개체들 간에 존재하는 연관성
      • 관계도 하나 이상의 속성을 가질 수 있음
    • 관계 타입
      • 같은 관계들의 집합
      • 개체 타입들 간의 연관성
    • 차수
      • 관계에 참여하는 개체 타입들의 개수
      • 참여하는 개체 수에 따라 참여하는 개체가 2개이면 이항 관계, 3개 이면 삼항 관계, N개 이면 N항 관계라고 표현

관계 유형	개체 타입 / 관계 타입
단항 관계(Unary Relationship)	개체 타입 : 사원 관계 타입 : 관리
이항 관계(Binary Relationship)	개체 타입 : 사원,부서 관계 타입 : 소속
삼항 관계(Temary Relationship)	개체 타입 : 공급자, 부품, 프로젝트 관계 타입 : 공급

• 카디널리티(Cardinality)
  • 관계에 참여하는 개체의 개수
  • 특정 개체와 관련된 대상 개체의 최대 인스턴스 수
  • 이항 관계에서 카디널리티의 예
    • 1:1 관계 : 관계에 참여하고 있는 두 개체 타입이 모두 한 개씩의 개체를 가질 수 있는 관계
    • 1:N 관계 : 관계에 참여하고 있는 개체 타입 중 한 개체 타입은 여러 개의 개체를 가질 수 있고, 다른 한 개체 타입은 한 개의 개체를 가질 수 있는 관계
    • N:M 관계 : 관계에 참여하고 있는 두 개체 타입 모두 여러 개의 개체를 가질 수 있는 관계
  • 카디널리티 표현 방법1
    
  •    
  • 카디널리티 표현 방법2
    
  • 관계에 개체들이 의무적으로 참여하는지의 여부
    • 의무적(Mandatory) 관계 : 개체 어커런스가 연관된 개체에 해당되는 어커런스를 반드시 요구하는 경우
    • 선택적(Optional) 관계 : 개체 어커런스가 연관된 개체에 해당하는 어커런스를 반드시 요구하지 않는 경우
      
  • 최대(Maximum) 카디널리티와 최소(Minimun) 카디널리티를 이용한 카디널리티의 표현 방법
    
  •    

• 속성
  • 속성은 개체 또는 관계에 대한 특성이나 상태를 기술하는 데이터 항목
  • 속성이 가질 수 있는 모든 가능한 값들의 집합을 도메인(Domain)이라고 함
  • 속성의 분류
    • 단순 속성(Simple Attribute) : 더 이상 작은 단위(다른 속성)로 나누어지지 않는 속성
    • 복합 속성(Composite Attribute) : 더 작은 단위로 나누어 질 수 있는 속성, 즉 여러 개의 속성들로 표현되는 속성
    • 단일값 속성(Single-valued Attribute) : 속성값이 원자값인 것으로 하나의 값만 존재
    • 다중값 속성(Multi-valued Attribute) : 속성값이 여러 개 존재할 수 있는 것
    • 파생 속성(Derived Attribute) : 기존 속성값을 이용하여 유도해 낼 수 있는 속성
    • NULL 값 속성(NULL-valued Attribute) : null 값을 갖는 속성
    • 키 속성(Key Attribute) : 객체를 유일하게 식별할 수 있는 속성
         

• 존재 종속(Existence Dependence)
  • 한 개체(약한 개체)의 존재가 다른 개체(강한 개체)의 존재에 종속
    • 이때 강한 개체가 삭제되면 약한 개체도 함께 삭제되어야 함
    • 존재 종속의 관계를 강한 개체(일반 개체)와 약한 개체, 부모 개체와 자식 개체 등으로 정의
  • 강한 개체 타입(Strong Entity Type)
    • 타 개체 존재 여부와 상관없이 존재할 수 있는 개체
    • 기본키가 있는 개체
  • 약한 개체 타입(Weak Entity Type)
    • 존재 종속이 성립하는 개체 타입으로서 기본키가 있는 개체
    • 관계를 갖는 강한 개체 타입(키 속성 존재)과 연관시켜서 식별
    • 부양 가족 개체의 경우 자신을 소유하는 직원에 종속되어, 직원이 존재하는 경우 함께 존재하게 되며, 직원이 삭제되는 경우 함께 삭제
    • 약한 개체의 부분키(Partial Key)는 주어진 강한 개체에 대해 하나의 약한 개체를 유일하게 식별할 수 있는 최소 개의 속성으로 구성되며, 구별자(Discriminator)라고도 함
      예) 강한 개체 타입 : 사원(사번, 이름, 봉급, 부서), 사번 : 기본키    
    • 약한 개체 타입 : 부양가족(이름, 나이, 성별), 이름 : 부분키

• 존재 종속은 개체의 종속 관계를 표현합니다. 강한 개체 타입과 약한 개체 타입의 차이점을 비교하면서 두 개체 타입을 이해