SQL(구조적 쿼리 언어)은 최신 데이터베이스의 기초이며, 관계형 데이터베이스를 사용하는 모든 개발자나 관리자에게는 SQL의 데이터 구조를 이해하는 것이 필수적입니다. 데이터베이스의 효율성과 성능은 데이터 구조가 얼마나 잘 설계되었는지에 따라 달라집니다. 이 가이드에서는 데이터 유형, 기본 키, 외래 키, 제약 조건 등 SQL 데이터 구조와 관련된 몇 가지 주요 개념을 살펴보겠습니다. 이러한 개념을 익히면 애플리케이션을 지원하기 위해 효율적이고 확장 가능한 데이터베이스를 생성하고 유지 관리하는 데 더 많은 준비를 갖추게 됩니다.
SQL 데이터 유형 이해
SQL에서는 데이터 유형에 따라 열에 저장할 수 있는 데이터 유형이 결정됩니다. 테이블의 각 열은 특정 데이터 유형과 연결되어 있어 일관성과 데이터 무결성을 보장하고 스토리지 및 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다. SQL은 단순한 숫자 값 및 텍스트 문자열부터 날짜 및 이진 개체와 같은 보다 복잡한 유형에 이르기까지 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 다양한 데이터 유형을 제공합니다. SQL에서 가장 일반적으로 사용되는 데이터 유형 중 일부를 살펴보겠습니다.
- INTEGER: 데이터베이스 시스템에 따라 최소값부터 최대값까지의 부호가 있는 정수입니다. 예를 들어 PostgreSQL은 -2,147,483,648에서 2,147,483,647 사이의 값을 지원합니다.
- SMALLINT: INTEGER 데이터 유형과 유사하지만 범위가 더 작으므로 숫자 값이 제한된 열에 더 적합합니다. INTEGER에 비해 저장 공간이 절약됩니다.
- NUMERIC(p, s) 및 DECIMAL(p, s): 고정 소수점 정밀도 데이터 유형입니다. 여기서 p는 전체 자릿수를 나타내고 s는 소수점 이하 자릿수를 나타냅니다. 정확한 정밀도가 필요한 재무 데이터 및 기타 값을 저장하는 데 유용합니다.
- FLOAT(n) 및 REAL: 이러한 데이터 유형은 부동 소수점 정밀도로 대략적인 숫자 값을 저장합니다. 정확한 정밀도가 필요하지 않고 크기가 크게 달라질 수 있는 실수에 사용됩니다.
- VARCHAR(n): 최대 길이가 n자인 가변 길이 문자열에 사용됩니다. 실제 데이터에 꼭 필요한 공간만 소모하여 저장공간을 절약합니다.
- CHAR(n): 길이가 n자인 고정 길이 문자열입니다. VARCHAR과 달리 저장된 데이터가 지정된 길이보다 작더라도 항상 동일한 양의 저장 공간을 소비합니다.
- TEXT: 지정된 최대 길이가 없는 가변 길이 문자열입니다. 사용자 코멘트나 설명 등 긴 텍스트 데이터를 저장하는 데 적합합니다.
- DATE, TIME, TIMESTAMP: 이 데이터 유형은 날짜 및 시간 정보를 저장합니다. 날짜나 시간만 저장하는 것부터 타임스탬프와 함께 저장하는 것까지 다양한 수준의 세분성을 제공합니다.
각 열에 대해 올바른 데이터 유형을 선택하는 것은 데이터 무결성을 보장하고 데이터베이스 성능을 최적화하는 데 중요합니다. 부적절한 데이터 유형을 사용하면 잘림, 반올림 오류 및 애플리케이션 기능에 영향을 미칠 수 있는 기타 데이터 조작 문제가 발생할 수 있습니다.
기본 키, 외래 키 및 제약 조건
관계형 데이터베이스의 핵심 기능 중 하나는 테이블 간의 관계를 설정하는 기능입니다. 이는 참조 무결성을 적용하는 기본 키, 외래 키, 제약 조건 및 규칙을 통해 달성되며 테이블 간의 일관된 관계를 보장합니다. 다음 개념을 자세히 살펴보겠습니다.
기본 키
기본 키는 테이블의 각 행을 고유하게 식별하는 열 또는 열 집합입니다. 기본 키는 테이블 간의 관계를 설정하고 데이터 일관성을 보장하는 데 중요합니다. 테이블당 기본 키는 하나만 있을 수 있으며 해당 값은 NULL일 수 없습니다. 다음은 테이블의 기본 키를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 모범 사례입니다.
- 고유성: 기본 키는 고유해야 합니다. 즉, 적절한 식별을 보장하려면 테이블의 각 행에 대해 서로 다른 값을 가져야 합니다.
- 변경 불가능: 기본 키 값은 시간이 지나도 변경되어서는 안 됩니다. 키 값이 변경되면 관계가 끊어지고 데이터 불일치가 발생할 수 있습니다.
- NULL이 아님: 기본 키 값은 NULL이 아니어야 합니다. NULL 값은 테이블 간의 관계를 설정하는 데 사용할 수 없기 때문입니다.
외래 키
외래 키는 다른 테이블의 기본 키를 참조하는 테이블의 열 또는 열 집합입니다. 테이블 간의 관계를 설정하고 참조 무결성을 적용하는 데 사용됩니다. 외래 키가 있는 테이블을 "자식" 테이블이라고 하고, 기본 키가 있는 테이블을 "부모" 테이블이라고 합니다. 외래 키는 NULL일 수 있습니다. 즉, 하위 테이블의 행에는 상위 테이블의 해당 행이 필요하지 않습니다. 그러나 외래 키가 NULL이 아닌 경우 기본 키 값과 일치하는 행이 상위 테이블에 있어야 합니다.
제약
제약 조건은 관계형 데이터베이스 내에서 데이터 무결성을 적용하는 규칙입니다. 테이블의 데이터가 충족해야 하는 조건을 지정하고 이러한 조건을 위반하는 작업을 방지합니다. SQL은 다음을 포함하여 데이터 구조를 관리하기 위해 열과 테이블에 적용할 수 있는 여러 유형의 제약 조건을 제공합니다.
- NOT NULL: 열에 NULL 값이 포함될 수 없도록 합니다.
- UNIQUE: 열의 모든 값이 고유해야 합니다. 즉, 두 행이 동일한 값을 가질 수 없음을 의미합니다.
- PRIMARY KEY: NOT NULL과 UNIQUE 제약 조건의 조합은 열이 각 행에 대해 NULL이 아닌 고유한 값을 갖도록 보장합니다.
- FOREIGN KEY: 열 값이 다른 테이블의 기본 키 열 값과 일치하는지 확인하여 테이블 간의 참조 무결성을 유지합니다.
- 확인: 열의 값이 지정된 조건이나 조건 집합(예: 범위 또는 허용되는 값 목록)을 충족하는지 확인합니다.
데이터베이스의 무결성, 일관성 및 성능을 유지하려면 제약 조건을 적절하게 정의하고 관리하는 것이 필수적입니다. 이는 애플리케이션의 기능과 사용자 경험에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 데이터 조작 오류와 불일치를 방지합니다.
테이블 생성 및 데이터 구조 정의
SQL에서 테이블은 데이터베이스의 주요 구성 요소이며 구조화된 형식으로 데이터를 저장합니다. 테이블을 생성할 때 애플리케이션의 요구 사항에 맞는 데이터 구조를 정의하는 것이 중요합니다. 여기에서는 SQL에서 테이블을 생성하고 해당 데이터 구조를 정의하는 방법에 대해 설명합니다.
테이블 생성
SQL에서 테이블을 생성하려면 CREATE TABLE 문을 사용합니다. 이 문을 사용하면 테이블의 이름, 열 및 해당 데이터 유형을 지정할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 무결성을 유지하기 위한 제약 조건을 추가할 수도 있습니다.
다음은 간단한 테이블을 만드는 예입니다.
CREATE TABLE employees ( employee_id INT PRIMARY KEY, first_name VARCHAR(50), last_name VARCHAR(50), email VARCHAR(100) UNIQUE, hire_date DATE ); 이 예에서는 employee_id , first_name , last_name , email 및 hire_date 열이 있는 employees 테이블을 만듭니다. 또한 employee_id 열에 PRIMARY KEY 제약 조건을 지정하고 email 열에 UNIQUE 제약 조건을 지정합니다.
이미지 출처: All Things SQL
테이블 수정
테이블을 생성한 후에는 애플리케이션의 변화하는 요구 사항에 맞게 구조를 수정해야 할 수도 있습니다. SQL은 기존 테이블에 열을 추가, 수정 또는 삭제할 수 있을 뿐만 아니라 제약 조건을 추가, 업데이트 또는 삭제할 수 있는 ALTER TABLE 문을 제공합니다.
다음은 테이블을 수정하는 방법에 대한 몇 가지 예입니다.
-- Add a column ALTER TABLE employees ADD COLUMN job_title VARCHAR(50); -- Modify a column ALTER TABLE employees ALTER COLUMN job_title SET DATA TYPE VARCHAR(100); -- Drop a column ALTER TABLE employees DROP COLUMN job_title; -- Add a foreign key constraint ALTER TABLE employees ADD CONSTRAINT fk_department_id FOREIGN KEY (department_id) REFERENCES departments (department_id); 다음 예에서는 ALTER TABLE 문을 사용하여 employees 테이블을 수정하는 방법을 보여줍니다. ALTER , ADD 및 UPDATE 명령은 열 데이터 유형 및 추가 제약 조건과 같은 테이블 구조의 다양한 측면을 수정합니다.
인덱스를 사용하여 데이터베이스 성능 향상
인덱스는 데이터 검색 프로세스 속도를 높여 데이터베이스 성능을 향상시키는 데 도움이 되는 데이터베이스 개체입니다. 인덱스를 생성할 때 데이터베이스 엔진은 인덱스된 열의 복사본을 저장하고 이를 정렬된 순서로 유지하므로 더 빠른 검색과 효율적인 쿼리 실행이 가능합니다. 인덱스는 인덱스 재구성이 필요할 수 있는 삽입, 업데이트, 삭제 등의 데이터 수정 작업과 관련하여 일부 오버헤드를 유발할 수도 있다는 점을 기억하십시오.
인덱스 생성
인덱스를 생성하려면 CREATE INDEX 문을 사용합니다. 이 명령문에서는 인덱스 이름, 인덱스와 연결하려는 테이블, 인덱스화할 열을 지정해야 합니다.
다음은 인덱스를 생성하는 예입니다.
CREATE INDEX idx_last_name ON employees (last_name); 이 예에서는 employees 테이블에 idx_last_name 이라는 인덱스를 생성하고 인덱싱할 last_name 열을 선택합니다.
클러스터형 및 비클러스터형 인덱스
인덱스는 크게 클러스터형 인덱스와 비클러스터형 인덱스의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 클러스터형 인덱스는 테이블 내 데이터의 물리적 순서를 결정하며 테이블당 하나만 가질 수 있습니다. 이와 대조적으로 비클러스터형 인덱스는 인덱싱된 열을 기준으로 정렬된 별도의 데이터 복사본을 저장하므로 테이블당 여러 개의 비클러스터형 인덱스를 허용합니다.
비클러스터형 인덱스는 일반적으로 읽기 작업이 많은 애플리케이션에 더 나은 성능 이점을 제공하는 반면, 클러스터형 인덱스는 빈번한 업데이트, 삭제 및 범위 쿼리가 있는 테이블에 이점을 주는 경향이 있습니다.
올바른 인덱스 선택
데이터베이스에 적합한 인덱스를 선택하려면 쿼리 패턴, 데이터 분포, 테이블 구조를 포함한 여러 요소를 신중하게 고려해야 합니다. 적절한 인덱스를 결정할 때 따라야 할 몇 가지 지침은 다음과 같습니다.
-
WHERE절에서 자주 검색되거나 사용되는 인덱스 컬럼입니다. -
WHERE절에서 여러 열을 사용하는 쿼리의 경우 복합 인덱스를 고려하세요. - 과도한 인덱싱과 데이터 수정 성능에 부정적인 영향을 미치는 것에 주의하세요.
- 애플리케이션의 변화하는 요구 사항에 따라 인덱싱 전략을 정기적으로 검토하고 업데이트하세요.
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결론
이 포괄적인 가이드에서는 데이터 유형, 기본 및 외래 키, 제약 조건, 테이블 및 인덱싱을 포함하여 SQL 데이터 구조의 다양한 측면을 살펴보았습니다. 이러한 개념을 익히면 복잡한 애플리케이션을 쉽게 처리할 수 있는 효율적이고 확장 가능한 데이터베이스를 구축할 수 있습니다.
SQL 데이터베이스로 작업할 때 스토리지를 최적화하고 데이터 무결성을 보장하기 위한 데이터 유형의 중요성을 고려해야 합니다. 또한 기본 키와 외래 키를 통해 테이블 간의 관계를 설정하고 제약 조건을 사용하여 데이터 무결성 규칙을 적용합니다. 마지막으로, 인덱스를 사용하여 데이터베이스 성능을 향상시켜 더 빠른 데이터 검색을 지원하고 쿼리 실행 계획을 최적화합니다.
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