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데이터베이스 모델링

데이터베이스에 데이터를 어떤 식으로 저장할지 계획하는 것은 굉장히 중요합니다. 데이터베이스를 제대로 설계하지 않으면 데이터 삽입, 업데이트, 삭제시 이상 문제가 생길 수 있습니다.

삽입: 새로운 데이터를 자연스럽게 저장할 수 없는 문제 (ex. 유저테이블의 주소지 추가)
업데이트: 업데이트할 때 정확성을 지키기 어려워지는 문제
삭제: 원하는 데이터를 자연스럽게 삭제할 수 없는 문제

데이터베이스에 이런 이상 문제가 생기게 되면 새로운 데이터베이스로 데이터를 옮겨야 하는 상황이 발생하게 되고, 이런 문제는 비용적인 부담이 발생하는 일이기 때문에 최대한 사전에 방지하는 것이 좋습니다.

데이터베이스 모델링은 크게 세 가지 단계로 구분할 수 있습니다.

비즈니스 모델링: 비즈니스 룰을 정의한다 (ex. 유저는 하나의 주문에 하나의 리뷰만 달 수 있다)
논리적 모델링: 어떤 것을 테이블로 하고, 어떤 것을 컬럼으로 하고 테이블끼리의 관계를 어떻게 정의할지 정의한다
물리적 모델링: 테이블명, 컬럼명, 데이터 타입, 제약조건을 정의한다 (Schema, Table, Index 정의)

ERM: Entity Relationship Model

데이터베이스를 모델링할 때에는 기존의 익숙한 모델 구조인 관계형 모델(Relational Model) 보다는 개체 관계 모델(ERM)을 주로 사용합니다. ERM의 예시는 아래와 같습니다.

ERM은 기존 관계형 모델의 로우(Row)를 엔티티(Entity), 컬럼을 어트리뷰트(Attribute)로 표현하고 테이블간의 관계를 릴레이션쉽(Relationship)으로 나타냅니다.

두 엔티티간의 관계를 정의하는 방법에는 다음과 같은 경우가 있습니다.

예시는 다음과 같습니다.

데이터베이스 모델링 단계

데이터베이스를 모델링 하는 단계는 다음과 같습니다.

비즈니스 룰을 정한다
Entity, Attribute, Relationship이 될 수 있는 후보를 정한다
비즈니스 룰을 통해 Entity간 관계를 파악한다
정규화한다
네이밍, 데이터 타입, 제약조건을 정한다
ERM으로 나타낸다

예시를 가지고 데이터베이스를 처음부터 간단하게 모델링 해보도록 하겠습니다.

비즈니스 룰

당근마켓

유저는 자신의 지역을 등록해야 한다
유저는 자신의 지역 근처에서 물건을 사거나 팔 수 있다
물건에 좋아요 표시를 할 수 있다
물건을 살 때는 채팅창을 열어야 한다
판매자는 물건에 대해 여러 채팅창을 가질 수 있다
구매자는 물건에 대해 한 개의 채팅만 가질 수 있다
물건은 [판매중, 예약중, 거래완료] 중 하나의 상태를 갖는다
구매자와 판매자는 거래를 한 경우 서로에 대해 평가를 할 수 있다

Entity, Attribute, Relationship 후보 파악

User: id, name, gender, age, phone_numer, creation_date
Product: id, title, category, seller_id, price, status
Region: id, user_id, region_name
Chatting: id, buyer_id, seller_id, product_id, content
Like: id, buyer_id, product_id
Transactional Information: id, buyer_id, seller_id, product_id, creation_date
Review: id, buyer_id, seller_id, star, content

Entity간 관계 파악

User와 Product
- 판매자(User)는 여러 개의 물건(Product)을 가질 수 있지만, 물건은 여러 판매자를 가질 수 없다 -> 1:N
- 판매자는 반드시 물건을 등록할 필요는 없지만, 등록된 물건은 반드시 판매자가 있어야 한다
User와 Region
- 사용자(User)는 여러 지역을 가질 수 있고, 지역(Region)도 여러 사용자를 포함할 수 있다 -> N:M
- 사용자는 반드시 지역 정보를 가져야 하고, 지역은 사용자가 없어도 된다
User와 Chatting
- 판매자와 채팅
  - 판매자(User)는 여러 개의 채팅(Chatting)을 가질 수 있지만, 채팅은 한 명의 판매자만 가질 수 있다 -> 1:N
  - 판매자는 채팅이 없어도 되지만, 채팅은 반드시 판매자가 있어야 한다
- 구매자와 채팅
  - 구매자(User)는 여러 개의 채팅(Chatting)을 가질 수 있지만, 채팅은 한 명의 구매자만 가질 수 있다 -> 1:N
  - 구매자는 채팅이 없어도 되지만, 채팅은 반드시 구매자가 있어야 한다
…

정규화

데이터베이스에서 데이터를 삽입/업데이트/삭제할 때 생길 수 있는 문제를 사전에 방지하기 위해 실시하는 작업

1NF: 모든 컬럼 값은 나눌 수 없는 단일값이 되어야 한다
2NF: 1NF + 모든 non-prime attribute는 candidate key 전체에 함수 종속성이 있어야 한다
    (Non-prime attrbute중 2NF를 만족하지 않는 속성은 테이블에서 분리한다)
3NF: 2NF + 모든 attribute는 오직 primary key에 대해서만 함수 종속성을 가져야 한다
    (모든 attribute는 직접적으로 테이블 엔티티에 대한 내용이어야 한다)
    (이행적 함수종속성을 없애야 한다)

1NF
- 모든 컬럼 값은 나눌 수 없는 단일값이 되어야 한다
- 어떤 채용 공고글에서 요구하는 스킬이 리스트 형태([MySQL, Python, Pytorch]로 되어 있으면 skiils를 새로운 테이블로 만들자
2NF
- 모든 non-prime attribute는 candidate key 전체에 함수 종속성이 있어야 한다
- 함수 종족성: x, y 속성이 있을 때, y = f(x)라는 관계가 성립하는 경우
- Candidate Key: 하나의 로우를 특정 지을 수 있는 속성(attribute)들의 최소 집합
- Prime Attribute: Candidate Key에 포함되는 모든 속성
3NF
- 모든 attribute는 직접적으로 테이블 엔티티에 대한 내용이어야 한다