관계 데이터 연산

관계 데이터 연산의 개념

원하는 데이터를 얻기 위해 릴레이션에 필요한 처리 요구를 수행하는 것으로 데이터베이스 시스템의 구성 요소 중 데이터 언어의 역할을 한다. 대표적으로 관계 대수와 관계 해석이 있다.

관계 대수 : 원하는 결과를 얻기 위해 데이터의 처리 과정을 순서대로 기술하는 절차 언어
관계 해석 : 원하는 결과를 얻기 위해 처리를 원하는 데이터가 무엇인지만 기술하는 비절차적 언어

이 데이터에 대한 처리 요구를 질의(query) 라고 한다.

관계 대수

관계 대수에 속하는 연산은 특성에 따라 일반 집합 연산자, 순수 관계 연산자로 나눌 수 있다.

일반 집합 연산자

릴레이션이 튜플의 집합이라는 개념을 이용하여 수학의 집합과 관련된 연산을 수행한다.

연산자	기호	표현	의미
합집합	U	R U S	릴레이션 R과 S의 합집합 반환
교집합	∩	R ∩ S	릴레이션 R과 S의 교집합 반환
차집합	-	R - S	릴레이션 R과 S의 차집합 반환
카티션 프로덕트	x	R x S	릴레이션 R과 S의 각 튜플을 모두 연결하여 새로운 튜플 반환

일반 집합 연산의 제약조건

일반 집합 연산자는 연산을 위해 두 개의 피연산자가 필요하다.
카티션 프로덕트를 제외한 연산들은 두 개의 릴레이션이 합병 가능해야 한다. 합병을 위한 조건은 아래와 같다.
- 두 릴레이션의 차수가 같다.
- 두 릴레이션에서 서로 대응되는 속성의 도메인이 같다. 속성의 이름은 달라도 괜찮다.

순수 관계 연산자

연산자	기호	표현	의미
셀렉트	σ	σ조건(R)	릴레이션 R에서 조건을 만족하는 튜플들을 반환
프로젝트	π	π속성리스트(R)	릴레이션 R에서 주어진 속성들의 값으로만 구성된 튜플들을 반환
조인	⋈	R ⋈ S	공통 속성을 이용해 릴레이션 R과 S의 튜플들을 연결한 새로운 튜플들을 반환
디비전	÷	R ÷ S	릴레이션 S의 모든 튜플과 관련있는 릴레이션 R의 튜플들을 반환

셀렉트

셀릭트 연산은 하나의 릴레이션을 대상으로 수행하며, 조건식은 비교 연산자를 이용해 구성하는데 이 조건식을 비교식 또는 프레디깃 이라고 한다. 이 조건식은 비교 연산자와 함께 논리 연산자를 함께 사용하여 구성할 수 있으며, where 문을 이용해 데이터 언어의 형식으로 표현이 가능하다.

릴레이션 where 조건식

프로젝트

선택한 속성에 해당하는 값만 골라 결과 릴레이션을 구성하는데 이 결과 릴레이션은 해당 릴레이션의 수직적 부분 집합을 생성하는 것과 같다. 이때의 결과는 중복되는 튜플이 존재하더라도 한 번만 나타난다. 아래의 데이터 언어의 형식으로 표현할 수 있다.

릴레이션[속성리스트]

조인

두 릴레이션을 조합하여 하나의 릴레이션을 구성하는 연산으로 자연 조인, 세타 조인, 세미 조인, 외부 조인으로 나눌 수 있다.

자연 조인 : 조인 속성이 같은 튜플들만 연결하여 새로운 릴레이션을 구성한다. (⋈)
세타 조인 : 두 릴레이션에서 주어진 조건에 만족하는 튜플들을 연결한 새로운 릴레이션을 구성한다. 자연 조인과 달리 속성이 중복되어 나타난다. (⋈θ)
세미 조인 : 두 릴레이션에서 뒤의 릴레이션의 조인 속성으로만 구성한 릴레이션을 앞선 릴레이션에 자연 조인시키는 연산으로 연산 비용을 줄일 수 있다. (⋉)
외부 조인 : 연산에 참여하는 모든 튜플을 결과 릴레이션에 포함시킨다. 즉 조인 연산에서 제외된 튜플들도 결과에 포함한다. 속성이 겹치는게 없는 속성엔 널 값을 부여한다. (⋈+)

디비전

R ÷ S 의 연산에서 뒤의 릴레이션 S의 모든 튜플과 관련있는 릴레이션 R의 튜플로 결과를 구성한다. 이때의 릴레이션 R은 S의 모든 속성을 가지고 있어야 한다.

R

주문자	수량	품명	영어
가	100	사과	apple
가	200	바나나	banana
나	300	사과	apple
나	400	키위	kiwi

S

품명
사과
바나나

R ÷ S

주문자	수량	영어
가	100	apple
가	200	banana

관계 데이터 연산

관계 데이터 연산