[Database/데이터베이스] 데이터 베이스 종류와 특징

👉🏻데이터 베이스를 사용하는 이유는 무엇인가요?

• 종속성으로 인한 문제점을 해결한다.
  응용 프로그램과 데이터 파일이 상호 의존적인 관계에는 데이터 파일이 보조기억장치에 저장되는 방법이나 저장된 데이터의 접근 방법을 변경할 때 응용 프로그램도 같이 변경해야 한다.
• 중복성으로 인한 문제점을 해결한다.
  - 일관성: 중복된 데이터 간에 내용이 일치하지 않는 상황이 발생한다. 따라서 일관성이 없어진다.
  - 보안성: 중복되어 있는 모든 데이터에 동등한 보안수준을 유지하기 어렵다.
  - 경제성: 저장공간의 낭비와 동일한 데이터의 반복 작업으로 비용이 증가한다.
  - 무결성: 제어의 분산으로 데이터의 정확성을 유지할 수 없다.
  
  
• 데이터베이스 사용시 효과로 아래 열가지가있다.
  1. 데이터의 논리적 물리적 독립성이 보장된다.
  2. 데이터의 중복을 피할 수 있어 기억공간이 절약된다.
  3. 저장된 자료를 공동으로 이용할 수 있다.
  4. 데이터의 일관성을 유지할 수 있다.
  5. 데이터의 무결성을 유지할 수 있다.
  6. 보안을 유지할 수 있다.
  7. 데이터를 표준화 할 수 있다.
  8. 데이터를 통합하여 관리할 수 있다.
  9. 항상 최신의 데이터를 유지한다.
  10. 데이터의 실시간 처리가 가능하다.

👉🏻DDL, DML, DCL차이를 설명해주세요.

각각 SQL의 용도에 따른 분류입니다.

DDL, DML, DCL, TCL로 나뉜다.

• DDL: 데이터 정의어/데이터베이스의 구조 또는 스키마를 정의하는데 사용한다.
  • create, alter, drop, rename, comment, truncate
• DML: 데이터 조작어/데이터 베이스의 관리나 조회시 사용된다.
  • select, insert, update, delete, …
• DCL: 데이터제어어/데이터에 대해 무결성 유지, 병행 수행 제어, 보호와 관리를 위한 언어
  • grant, revoke
• TCL: 트랜잭션제어어/DCL과 비슷한 맥락이지만 데이터를 제어하는 언어가 아닌 **트랜잭션**을 제어할때 사용한다. 논리적인 작업 단위를 묶어 DML에 의해 조작된 결과를 트랜잭션 별로 제어한다.
  • commit, rollback

*DCL과 TCL의 차이

👉🏻RDBMS와 NoSQL의 차이에 대해 설명해주세요.

RDBMS는 모든 데이터를 2차원 테이블 형태로 저장합니다.

NoSQL은 RDBMS와 반대로 데이터 간의 관계를 정의하지 않고, 스키마가 없어 좀더 자유롭게 데이터를 다룰 수 있습니다. 컬렉션이라는 형태로 데이터를 관리합니다.

 

RDBMS특징

• 장점 : 스키마에 맞춰 데이터를 관리하기 때문에 데이터의 정합성을 보장할 수 있다.
• 단점 : 시스템이 커질 수록 쿼리가 복잡해지고 성능이 저하되며 Scale-out이 어렵다(Scale-up만 가능)

NoSQL특징

• 장점 : 스키마 없이 Key-Value 형태로 데이터를 관리해 자유롭게 데이터를 관리할 수 있다.
• 데이터 분산이 용이하여 성능 향상을 위한 scale-up 뿐만아닌 scale-out 또한 가능하다.
• 단점 : 데이터 중복이 발생할 수 있고, 중복된 데이터가 변경될 경우 수정을 모든 컬렉션에서 수행해야 한다.
• 스키마가 존재하지 않기에 명확한 데이터 구조를 보장하지 않아 데이터 구조 결정이 어려울 수 있다.

👉🏻그렇다면 RDBMS와 NoSQL은 어느 경우에 적합한가요?

• RDBMS는 데이터 구조가 명확하고, 변경 될 여지가 없으며 스키마가 중요한 경우 사용하는 것이 좋습니다. 또한 중복된 데이터가 없어(데이터 무결성) 변경이 용이하기 때문에 관계를 맺고 있는 데이터가 자주 변경이 이루어지는 시스템에 적합합니다.
• Nosql은 정확한 데이터 구조를 알 수 없거나 변경 / 확장 될 수 있는 경우와 읽기(read)처리를 자주하지만, 데이터를 자주 변경(update)하지 않는 경우에 사용하면 좋습니다.

👉🏻CAP 이론이란?

분산 컴퓨팅 환경은 일관성(Consistency), 가용성(Availability), 분할 내성(Partition tolerance)의 세 가지 특징을 가지고 있는데, CAP이론은 이 3가지중 최대 2가지만 만족할 수 있다는 이론입니다.

• 일관성(Consistency) - 모든 노드들이 동일 시간 동일 데이터를 사용자에게 보여줘야 하는 것
• 가용성(Availability) - 특정 노드에 장애가 발생해도 성공적으로 서비스를 지속하는 것
• 분할 내성(Partition tolerance) - 연결이 끊어져도 연속해서 동작하는 것
• RDBMS는 일반적으로 CA를 만족하고,
  NoSQL은 CP, AP형태를 가질 수 있다. CP형태를 가지는 NoSQL은 MongoDB, Redis 등이 있다.

👉🏻저장 방식에 따른 NoSQL 분류

key-value

• 기본적인 패턴으로 key-value 하나의 묶음(Unique)으로 저장되는 구조로 단순한 구조이기에 속도가 빠르며 분산 저장 시 용이하다.
• Key 안에 (COLUMN, VALUE) 형태로 된 여러 개의 필드, 즉 COLUMN FAMILIES 갖는다.
• 주로 server config, session clustering등에 사용되고, 액세스 속도는 빠르지만 scan에는 용이하지 않다는 특징이 있다.

document

• 테이블의 스키마가 유동적, 즉 레코드마다 각각 다른 스키마를 가질 수 있다. 보통 XML, JSON과 같은 DOCUMENT를 이용해 레코드를 저장한다.
• 트리형 구조로 레코드를 저장하거나 검색하는 데 효과적이다.

wide-column

• 행마다 키와 해당 값을 저장할 때마다 각각 다른값의 다른 수의 스키마를 가질 수 있다.
• 이러한 구조를 갖는 wide-column database는 대량의 데이터의 압축, 분산처리, 집계 쿼리 (SUM, COUNT, AVG 등)및 쿼리 동작 속도 그리고 확장성이 뛰어난 것이 특징이다.

graph

• 데이터를 노드로(그림에서 파란, 녹색 원) 표현하며 노드 사이의 관계를 엣지(그림에서 화살표)로 표현한다.
• 일반적으로 RDBMS 보다 성능이 좋고 유연하며 유지보수에 용이한 것이 특징이다.