# 데이터베이스

데이터베이스를 한 마디로 정의하면 **'데이터의 집합'** 이다.

데이터베이스는 체계화된 데이터의 모음으로 다양한 데이터를 효율적으로 관리하고, 접근하고, 수정할 수 있는 방식으로 구성된다.

이 데이터들은 여러 형태로 저장될 수 있다. 예를 들어, 텍스트, 숫자, 바이너리 등이 있다.

## 텍스트 기반의 데이터 저장 형식의 한계

텍스트 파일은 데이터를 저장하고 전송하는 데 매우 유용한 형식이다.

`XML`, `JSON`, `YAML` 등의 데이터 저장 형식을 사용하면 데이터를 쉽게 저장하고 전송할 수 있다.

하지만, 이런 텍스트 파일 형태의 데이터는 공통적인 단점을 가지고 있다. 대표적으로 성능, 보안, 편의성에 한계를 가지고 있다.

텍스트 파일이 크거나 많으면 읽고 쓰는 속도가 느려질 수 있다. 또한 원하는 데이터를 찾기 위해 파일 전체를 읽어야 하는 경우가 있어 효율적이지 못하다.

파일이 가진 이 한계를 극복하기 위해 고안된 전문화된 소프트웨어가 `데이터베이스`이다.

일반인들에게 `데이터베이스` 라는 용어는 생소할 수 있지만, 일상생활에서 많이 사용하는 `스프레드 시트` 같은 소프트웨어도 일종의 데이터베이스라 볼 수 있다.

예를 들어 흔하게 사용되는 `엑셀`은 데이터베이스를 편리하게 사용할 수 있도록 GUI 환경을 제공하는 소프트웨어이다.

## 스프레드시트를 사용한 데이터베이스 간접 체험

스프레드시트를 이용하여 데이터베이스의 기본적인 개념을 체험해 볼 수 있다. 여기서는 엑셀을 예로 들어 데이터베이스와 유사한 환경을 구성하는 방법을 안내한다.

### 단계 1: 테이블 생성하기

1. 새 스프레드시트를 열고, 첫 번째 행에는 열의 이름을 정의한다. 예를 들어, 연락처 데이터베이스를 만든다고 가정하자. 첫 번째 행에 `이름`,`성별`,`나이`,`전화번호`,`이메일` 등의 열 이름을 입력한다.
2. 다음 행부터는 실제 데이터를 입력한다.

### 단계 2: 데이터 필터링 및 정렬하기

1. 데이터베이스에서는 종종 특정 조건에 맞는 데이터를 조회한다. 스프레드시트에서는 '필터' 기능을 사용하여 이를 구현할 수 있다.
2. 열 제목을 선택하고, '데이터' 메뉴에서 '필터'를 선택한다. 이제 각 열 제목 옆에 드롭다운 메뉴가 생기며, 이를 사용하여 데이터를 필터링할 수 있다.

### 단계 3: 데이터 분석하기

1. 스프레드시트에서는 함수와 수식을 사용하여 데이터를 분석할 수 있다. 예를 들어, 모든 연락처의 수를 세고 싶다면, 새로운 셀에 `=COUNTA(범위)` 함수를 사용한다.
2. 또한 합계, 평균, 최대, 최소 값 등을 계산하기 위해 `SUM`, `AVERAGE`, `MAX`, `MIN` 같은 함수를 사용할 수 있다.

## 스프레드시트의 한계

위의 스프레드시트에 더 많은 데이터를 추가하고, 데이터를 정렬하고, 필터링하고, 분석하다 보면 스프레드시트의 한계를 느낄 수 있다.

스프레드 시트에는 다음과 같은 한계가 있다.

1. 성능 : 스프레드시트는 대량의 데이터를 처리하기에 적합하지 않다. 데이터가 많아지면 읽고 쓰는 속도가 느려질 수 있다.
2. 동시성 : 여러 사용자가 동시에 스프레드시트를 수정할 수 없다. 동시에 수정하면 데이터가 꼬일 수 있다.
3. 보안 : 스프레드시트는 보안에 취약하다. 데이터가 노출될 수 있고, 수정되거나 삭제될 수 있다.
4. 복구성 : 실수로 데이터를 삭제하거나 수정하면, 복구하기 어렵다.
5. 확장성 : 스프레드시트는 데이터베이스의 복잡한 기능을 제공하지 않는다.
6. 데이터 관리 : 스프레드시트는 데이터를 관리하기에 적합하지 않다.
7. 데이터 무결성 : 스프레드시트는 데이터 무결성을 보장하지 않는다.
8. ...

즉, 스프레드시트는 대규모의 데이터를 처리하도록 설계되지 않았다. 이러한 한계를 극복하기 위해 데이터베이스가 고안되었다.

세상에는 다양한 데이터베이스 제품이 존재한다.

- MySQL
- MariaDB
- Oracle
- SQL Server
- PostgreSQL
- MongoDB
- ...

이러한 데이터베이스 제품들은 각각의 특징과 장단점을 가지고 있으며, 사용자의 요구에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

## DBMS(DataBase Management System)란?

데이터베이스를 '데이터 집합'이라고 한다면, 이러한 **데이터베이스를 관리하고 운영하는 소프트웨어를 DBMS(DataBase Management System)** 라고 한다.

DBMS는 다양한 데이터를 보관하며, 여러 사용자가나 프로그램이 데이터에 안전하게 접근할 수 있도록 해준다.


### DBMS의 특징

DBMS 다음과 같은 중요한 특징을 가진다

1. 지속성 : 데이터는 영구적으로 저장되며, 시스템이 종료되어도 사라지지 않는다.
2. 신뢰성 : 데이터의 정확성과 일관성이 유지된다.
3. 보안 : 데이터 접근은 인증된 사용자에게만 허용된다.
4. 동시성 : 여러 사용자가 동시에 데이터를 사용할 수 있다.
5. 복구성 : 시스템에 문제가 발생해도 데이터를 복구할 수 있다.

### DBMS의 분류

DBMS는 다양한 기준에 따라 분류될 수 있다. 가장 일반적인 분류는 다음과 같다.


| | RDBMS(관계형 데이터베이스) | NoSQL(비관계형 데이터베이스) |
| ----------- | ------------------------------- | ---------------------------- |
| 데이터 모델 | 테이블 | 키-값, 문서, 열, 그래프 등 |
| 데이터 저장 | 테이블 형태로 데이터를 저장 | 다양한 형태로 데이터를 저장 |
| 데이터 관리 | SQL을 사용하여 데이터를 관리 | SQL을 사용하지 않음 |
| 예시 | MySQL, Oracle, MariaDB | MongoDB, Cassandra, Redis |
| 확장성 | 수직적 확장 | 수평적 확장 |
| 사용 | 전통적인 데이터베이스 | 대용량 데이터 처리 |
| 장점 | 데이터 일관성, 정확성 | 대용량 데이터 처리 |
| 단점 | 대용량 데이터 처리 시 성능 저하 | 데이터 일관성, 정확성 부족 |

## 관계형 DBMS(RDBMS)

관계형 데이터베이스는 데이터를 테이블 형태로 저장하고, 테이블 간의 관계를 정의하는 데이터베이스로 대부분의 DBMS가 RDBMS에 속한다.

RDBMS는 일종의 `표` 형태로 데이터를 저장하고 관리한다.