Fundamentals of Databases
용어 정리
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데이터 불일치 (Data Inconsistency) 동일한 데이터가 데이터베이스 내의 여러 위치에서 서로 다른 형식이나 값으로 존재하는 상황 Source: https://www.geeksforgeeks.org/what-is-data-inconsistency-in-dbms/ 발생 조건 데이터 불일치가 발생하는 주요 조건: 동시성 작업 여러 프로세스나 스레드가 동시에 데이터를 수정할 때 트랜잭션이 적절히 관리되지 않을 때 분산 환경 네트워크 지연이나 실패가 발생할 때 데이터 복제 과정에서 시간 차이가 발생할 때 캐싱 문제 캐시 무효화가 제대로 이루어지지 않을 때 캐시와 원본 데이터 간의 동기화 실패 시스템 오류 하드웨어 오류, 네트워크 문제, 소프트웨어 버그 등으로 인해 발생할 수 있다. 데이터 통합 문제: 서로 다른 소스의 데이터를 통합할 때 발생할 수 있다 해결책 및 방지책 데이터 표준화: 데이터 형식, 값, 표현을 일관되게 만든다. 데이터 검증: 데이터 입력 시 유효성 검사를 수행한다. 데이터 정제: 오류를 식별하고 수정하는 과정을 거친다. 데이터 거버넌스: 데이터 관리에 대한 명확한 정책과 절차를 수립한다. 동기화 메커니즘: 분산 시스템에서 데이터 동기화를 위한 알고리즘을 사용한다. 실제 시스템에서의 예방책 데이터 감사: 정기적인 데이터 감사를 통해 불일치를 식별한다. 자동화 도구 사용: 데이터 품질 관리 도구를 활용하여 불일치를 자동으로 탐지한다. 데이터 프로파일링: 데이터의 특성을 이해하고 잠재적 문제를 파악한다. 버전 관리: 데이터 변경 이력을 추적하여 불일치 발생 시 원인을 파악한다. 고려사항 및 주의사항 성능 영향: 데이터 일관성 유지 메커니즘이 시스템 성능에 미치는 영향을 고려해야 한다. 확장성: 대규모 분산 시스템에서의 데이터 일관성 유지 방법을 고려해야 한다. 사용자 교육: 데이터 입력 및 수정 시 주의사항에 대해 사용자를 교육해야 한다. 비즈니스 규칙 반영: 데이터 일관성 규칙에 비즈니스 로직을 반영해야 한다. 주의 사항 및 모범 사례 버전 관리 모든 데이터 변경에 버전 번호 부여 낙관적 락킹 구현 충돌 감지 및 해결 메커니즘 구축 캐시 전략 Cache-Aside 패턴 사용 적절한 TTL(Time-To-Live) 설정 캐시 무효화 전략 수립 동기화 메커니즘 분산 락 사용 이벤트 기반 동기화 멱등성 보장 모니터링 및 감사 버전 이력 관리 변경 로그 기록 불일치 감지 알림 실제 구현시 고려사항 확장성 수평적 확장을 고려한 설계 샤딩 전략 수립 복제 지연 관리 성능 캐시 적중률 최적화 인덱스 전략 수립 배치 처리 활용 복구 전략 백업 및 복구 계획 롤백 메커니즘 데이터 정합성 검증 모범 사례 단일 진실 소스(Single Source of Truth) 유지 데이터 품질 메트릭 정의 및 모니터링 데이터 소유권 및 책임 명확화 지속적인 데이터 품질 개선 프로세스 구축 데이터 불일치 해결을 위한 명확한 워크플로우 수립 파이썬 예제로 보는 데이터 불일치 다음은 데이터 불일치가 발생할 수 있는 상황과 이를 해결하는 방법을 보여주는 예제 ...
Cardinality Cardinality는 데이터베이스 분야에서 주로 두 가지 의미로 사용된다. 테이블 간의 관계에서의 Cardinality 이는 두 엔티티 간의 최대 연관성을 나타낸다. 주요 유형은 다음과 같습니다: 1:1 (일대일) 관계: 예를 들어, 사원과 사원증의 관계 1:N (일대다) 관계: 예를 들어, 교수와 학생의 관계 N:M (다대다) 관계: 예를 들어, 학생과 강좌의 관계 컬럼에 있는 고유한 값의 Cardinality 이는 특정 컬럼에 존재하는 고유한 값의 개수를 의미한다. Cardinality의 정도에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다: 높은 Cardinality: 주민등록번호, 이메일 주소와 같이 대부분의 값이 고유한 경우 중간 Cardinality: 우편번호, 도시 이름과 같이 일부 값이 고유하지만 많은 값이 반복되는 경우 낮은 Cardinality: 성별, 상태 코드와 같이 적은 수의 고유 값을 포함하는 경우 데이터베이스 성능에 여러 가지 중요한 영향을 미친다. ...
트랜잭션 (Transactions) 데이터베이스의 상태를 변화시키기 위해 수행하는 작업의 단위 트랜잭션은 데이터베이스의 무결성을 보장하고 일관성 있는 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 데이터베이스의 상태를 변화시키는 하나의 논리적 작업 단위를 구성하는 연산들의 집합. 이는 한 번에 모두 수행되어야 할 일련의 데이터베이스 연산들을 의미한다. 트랜잭션의 역할: 데이터 무결성 보장: 여러 작업이 하나의 단위로 처리되어 부분적인 데이터 변경을 방지합니다. 동시성 제어: 여러 사용자가 동시에 데이터에 접근할 때 데이터의 일관성을 유지합니다. 오류 복구: 트랜잭션 실행 중 오류가 발생하면 이전 상태로 롤백하여 데이터의 안정성을 보장합니다. 복잡한 비즈니스 로직 처리: 여러 단계의 작업을 하나의 논리적 단위로 처리할 수 있게 합니다. 트랜잭션의 특성 (ACID): ...
분산 데이터베이스 (Distributed Database) 분산 데이터베이스는 네트워크로 연결된 여러 컴퓨터 시스템에 물리적으로 분산되어 있지만, 논리적으로는 하나의 데이터베이스처럼 사용자에게 투명하게 제공되는 데이터베이스 시스템이다. 이는 여러 CPU에 연결된 저장장치들을 하나의 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)으로 제어하는 형태를 취한다. 예를 들어, 글로벌 전자상거래 기업이 아시아, 유럽, 미주 등 여러 지역에 데이터베이스를 두고 운영하는 경우를 생각해볼 수 있다. 분산 데이터베이스의 구조를 코드로 이해해보자: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 # 분산 데이터베이스 시스템의 기본 구조 예시 class DistributedDatabase: def __init__(self): # 여러 지역의 데이터베이스 노드 설정 self.nodes = { 'asia': DatabaseNode('asia-server', replica_set=['asia-1', 'asia-2']), 'europe': DatabaseNode('europe-server', replica_set=['eu-1', 'eu-2']), 'americas': DatabaseNode('americas-server', replica_set=['am-1', 'am-2']) } def write_data(self, data, region): # 데이터 쓰기 작업 수행 primary_node = self.nodes[region] primary_node.write(data) # 다른 지역으로 복제 self._replicate_to_other_regions(data, region) def read_data(self, query, region): # 가장 가까운 노드에서 데이터 읽기 return self.nodes[region].read(query) 주요 특징 데이터 분할(Partitioning) 데이터를 여러 노드에 나누어 저장하는 방식이다. 수평 분할(Sharding)과 수직 분할이 있다. ...