SQL relation operations

구조적 질의어(SQL) 완벽 가이드

출제 빈도: 상
빈출 태그: DDL, DML, DCL, 관계 대수, 관계 해석

SQL (Structured Query Language)

기본 개념

• 정의: 데이터베이스를 제어하는 표준 언어 (관계대수 기초)
• 새로운 형태의 릴레이션을 출력
• 자연어와 유사한 구조의 고급 언어
• 정의, 조작, 제어 기능이 각각 DDL, DML, DCL로 구현

내장 SQL

• 프로그래밍 언어에 포함된 SQL (호스트 프로그램)
• 일반 SQL은 다수 튜플 반환 가능, 내장 SQL은 단일 튜플만 반환
• 변수-필드 이름은 달라도 되나 타입은 일치 필요

SQL 명령어 분류

데이터 정의어 (DDL: Data Definition Language)

• 용도: 데이터 조작을 위한 공간(Database Object) 정의/수정/변경
• 사용자: DBA(Database Administration)
• 대상: 스키마, 도메인, 테이블, 뷰, 인덱스 등

⭐ 주요 명령어

• CREATE: DB객체 생성
• ALTER: DB객체 수정
• DROP: DB객체 제거
• TRUNCATE: DB객체 데이터 전체 삭제

데이터 조작어 (DML: Data Markup Language)

• 데이터 검색, 삽입, 갱신, 삭제 기능
• TCL을 통한 실행 전 상태 복구 가능

⭐ 주요 명령어

• INSERT: 데이터 삽입
• UPDATE: 데이터 갱신
• DELETE: 데이터 삭제
• SELECT: 데이터 조회

데이터 제어어 (DCL: Data Control Language)

• 접근 통제와 병행 수행(공유)를 위한 제어 언어

⭐ 주요 명령어

• GRANT: 사용자 권한 부여
• REVOKE: 사용자 권한 회수

트랜잭션 제어어 (TCL: Transaction Control Language)

• COMMIT: 트랜잭션 결과 반영
• ROLLBACK: 트랜잭션 작업 취소
• CHECKPOINT: 트랜잭션 복귀 지점 설정

관계해석 (Relation Calculus)

기본 개념

• 정보가 무엇(What)인지 정의하는 비절차적 언어
• 술어 해석 기반 (실행결과가 참/거짓으로 나타남)
• SQL문과 같은 질의어 사용
• 튜플 관계 해석과 도메인 관계 해석으로 구성

논리 기호

• OR (∨): 원자식 간의 ‘또는’ 연결
• AND (∧): 원자식 간의 ‘그리고’ 연결
• NOT (¬): 원자식 부정

정량자

• Universal Quantifier (∀): 모든 것에 대하여 (for all)
• Existential Quantifier (∃): 어느 것 하나라도 존재 (there exists)

관계대수 (Relational Algebra) ⭐빈출⭐

기본 개념

• 정보를 어떻게(How) 유도하는지 정의하는 절차적 언어
• 주어진 릴레이션으로부터 원하는 릴레이션 유도

연산자 종류

• 일반 집합 연산자: 합집합(∪), 교집합(∩), 차집합(−), 교차곱(×)
• 순수 관계 연산자: SELECT(σ), PROJECT(π), JOIN(⨝), DIVISION(÷)

집합 연산

1. 합집합 (Union)
   • R ∪ S = {e | e ∈ R ∨ e ∈ S} = R UNION S
   • 차수와 대응 속성의 도메인이 동일해야 함
   • 중복 제거하여 합침
2. 교집합 (Intersection)
   • R ∩ S = {e | e ∈ R ∧ e ∈ S} = R INTERSECT S
   • 차수와 대응 속성의 도메인이 동일해야 함
   • 동일(중복) 튜플 추출
3. 차집합 (Difference)
   • R - S = {e | e ∈ R ∧ e ∉ S} = R MINUS S
   • 차수와 대응 속성의 도메인이 동일해야 함
   • 결과는 대상 릴레이션(R)의 부분집합
4. 곱집합 (Cartesian Product)
   • 순서쌍 집합 생성
   • 차수/도메인이 달라도 가능
   • 결과: 기수는 두 릴레이션의 곱, 차수는 두 릴레이션 차수의 합
   • 암기법: 열-차 (비)행-기

관계 연산

1. SELECT
   • 수평적(튜플) 부분 집합 추출
   • 표기: σ <조건> (R)
   • 예: σ 대여횟수 > 7 (R)
2. PROJECT
   • 수직적(속성) 부분 집합 추출
   • 표기: π <리스트> (R)
   • 예: π 회원번호, 이름 (R)
3. JOIN
   • 조건에 맞는 튜플을 합쳐 새로운 릴레이션 생성
   • 공통 속성 필요
   • 종류:
     • R ⋈ 속성 = 속성 S: 동일 속성 기준 조인 (중복 포함)
     • R ⋈ N S: 동일 속성 기준 조인 (중복 제외)
     • R ⋈ + S: 조건 불일치 튜플도 포함 (NULL 처리)
     • R ⋈ θ S: 등호 외 조건식 기준 조인
4. DIVISION
   • R ÷ S: S 속성값 기준으로 R의 나머지 속성 중 S의 모든 값 만족하는 튜플 반환

쿼리 최적화 규칙

주요 원칙

• 절대적인 최적화 규칙은 없음
• Project(수직적) 연산은 최대한 일찍 수행
• Select(수평적) 연산도 가급적 일찍 수행
• Join 연산은 성능 영향이 크므로 마지막에 수행