정보처리기사 실기 정리 #5 - 데이터 입출력 구현(관계대수/순수,일반관계연산자/이상/함수적종속/정규화/반정규화/시스템카탈로그/트랜잭션/CRUD분석/인덱스)

2022년 정보처리기사 실기를 준비하면서 실기를 정리하면서 공부하려고 포스팅으로 정리해보고자 만들고 있습니다.

정보처리기사 실기시험 출제 경향

 

 

 

정보시스템 등의 개발 요구 사항을 이해하여

각 업무에 맞는 소프트웨어의 기능에 관한 설계, 구현 및 테스트를 수행에 필요한 지식을 함양합니다.

 

1. 현행 시스템 분석 및 요구사항 확인(소프트웨어 공학 기술의 요구사항 분석 기법 활용)

2. 데이터 입출력 구현(논리, 물리데이터베이스 설계, 조작 프로시저 등)

3. 통합 구현(소프트웨어와 연계 대상 모듈간의 특성 및 연계 모듈 구현 등)

4. 서버프로그램 구현(소프트웨어 개발 환경 구축, 형상 관리, 공통 모듈, 테스트 수행 등)

5. 인터페이스 구현(소프트웨어 공학 지식, 소프트웨어 인터페이스 설계, 기능 구현, 구현검증 등)

6. 화면설계(UI 요구사항 및 설계, 표준 프로토 타입 제작 등)

7. 애플리케이션 테스트 (테스트 케이스 설계, 통합 테스트, 성능 개선 등)

8. SQL 응용(SQL 작성 등)

9. 소프트웨어 개발 보안 구축(SW 개발 보안 설계, SW개발 보안 구현 등)

10. 프로그래밍 언어활용(기본 문법 등)

11. 응용 SW기초 기술 활용(운영체제, 데이터베이스 활용, 네트워크 활용, 개발환경 구축 등)

12. 제품 소프트웨어 패키징(제품 소프트웨어 패키징, 제품소프트웨어 매뉴얼 작성 , 버전 관리등 )

 

관계대수(순수/일반 관계 연산자, 이상, 함수적 종속, 정규화/반정규화)

관계대수

• 관계형 데이터베이스에서 원하는 정보와 정보를 검색하기 위해 어떻게 유도하는 지 절차적인 언어
• 관계대수는 릴레이션을 처리하기 위해 연산자, 연산규칙을 제공하며 피연산자와 연산 결과가 모두 릴레이션이다.
• 관계대수는 질의에 대한 해를 구하기 위해 수행해야 할 연산의 순서를 명시한다.

 

순수 관계 연산자

1) Select

• 릴레이션에 존재하는 튜플 중 선택조건을 만족하는 부분집합을 구하여 새로운 릴레이션을 만드는 연산이다.
• 릴레이션의 행에 해당하는 Tuple을 구하는 것으로 수평 연산이라고 한다.
• 기호는 시그마(σ)이다.

 

2) Project

•  주어진 릴레이션에서 속성 리스트(Attribute List)에 제시된 속성값만을 추출하여 새로운 릴레이션을 만드는 연산이다.
• 열에 해당하는 속성을 추출하는 것으로 수직연산자라고 한다.
• 기호는 파이(π)이다.

 

3) Join

• 공통 속성을 중심으로 두 개의 릴레이션을 하나로 합쳐서 새로운 릴레이션을 만드는 연산이다.
• Join의 결과는 교차곱을 수행한 다음 Select를 수행한 것과 같다.

 

4) Division

• X⊃Y인 두 개의 릴레이션 R와 S가 있을 때, R의 속성이 S의 속성값을 모두 가진 튜플에서 S가 가진 속성을 제외한 속성만을 구하는 연산이다.
• 기호 : ÷

 

일반 집합 연산자

1) 합집합(UNION)

• 두 릴레이션이 존재하는 튜플의 합집합을 구하는 것

 

2) 교집합(INTERSECTION)

• 두 릴레이션이 존재하는 튜플의 교집합을 구하는 것

 

3) 차집합(DIFFERENCE)

• 두 릴레이션이 존재하는 튜플의 차집합을 구하는 것

 

4) 교차곱(CARTESIAN PRODECT)

• 두 릴레이션이 존재하는 튜플의 교차곱을 구하는 것

 

이상(Anomaly)

• 이상이란 데이터 베이스내에 데이터들이 불필요하게 중복되어 릴레이션 조작 시 예기치않게 발생하는 곤란한 현상을 말한다.
• 삽입이상 : 테이블에 데이터 삽입 시, 의도와 상관없는 값들로 인해 삽입할 수 없게 되는 현상
• 삭제 이상 : 테이블에서 튜플을 삭제 시, 의도와 상관없들도 함께 삭제되는 연쇄삭제가 발생하는 현상
• 갱신 이상 : 테이블에서 튜플에 있는 속성값 갱신 시, 일부 튜플의 정보만 갱신되어 정보의 불일치성이 생기는 현상

 

함수적 종속(Function Dependency)

• 함수적 종속이란  테이블 R에서 X, Y를 각각 R의 속성 집합부분이라고 할 때, 속성 X값 각각에 대해 항상 속성 Y값이 오직하나만 연관되어 있을 시 Y는 X에 함수적 종속이 되어있고 'X→Y'로 표현한다.
• 함수적 종속은 데이터의 의미를 표현하는 것으로, 현실 세계를 표현하는 제약 조건이 되는 동시에 데이터베이스에서 항상 유지되어야 할 조건이다.
• 완전 함수적 종속 : 속성 X, Y, Z가 있을 때, Y가 X에 대해서는 함수적 종속이지만 Z에 대해서는 종속이 아닐 때 완전함수적 종속이라고 한다.
• 부분 함수적 종속 : 속성 X, Y, Z가 있을 때, Y가 X에 대해서는 함수적 종속이며 Z에 대해서 일부분 종속일 때 부분 함수적 종속이라고 한다.

 

정규화(Normalization)

• 정규화는 테이블 속성들이 상호 종속적인 관계를 갖는 특성을 이용하여 테이블을 무손실분해하는 과정을 말한다.
• 정규화의 과정은 가능한 중복을 제거하고, 삽입/삭제/갱신 이상의 발생 가능성을 줄이는 것이다.
• 정규형 유형 :  제1정규형(1NF), 제2정규형(2NF), 제3정규형(3NF), BCNF, 제4정규형(4NF), 제5정규형(5NF)

 

반정규화(Denormalization)

• 반정규화는 시스템의 성능 향상/개발 및 운영 편의성을 위해 정규화된 데이터 모델을 의도적으로 통합, 중복, 분리하여 정규화의 원칙을 위배하는 행위이다.
• 반정규화 수행 시 시스템 성능 향상, 관리 효율성 증가의 장점이 있지만 데이터의 일관성/정합성이 저하될 수 있다.
• 과도한 반정규화의 시행은 시스템 성능을 저하시킬 수 있다

 

시스템카탈로그/트랜젝션/CRUD/인덱스

시스템 카탈로그(System Catalog)

• 시스템 그 자체에 관련이 있는 다양한 객체에 관한 정보를 포함하는 시스템 데이터베이스이다.
• 시스템 카탈로그 내 각 테이블은 사용자를 포함한 DBMS에 지원하는 모든 데이터 객체에 대한 정의나 명세에 대한 정보를 유지 관리하는 시스템 테이블이다.
• 카탈로그가 생성되면 데이터 사전에 저장되기에, 좁은 의미로 카탈로그 = 데이터 사전이다.

 

트랜잭션(Transaction)

• 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적기능을 수행하기 위한 작업의 단위, 한꺼번에 수행되어야할 일련의 연산
• 트랜잭션은 병행제어 및 회복작업 시 처리되는 작업의 논리적 단위로 사용된다.
• 트랜잭션은 사용자가 시스템에 대한 서비스 요구 시 시스템이 응답하기 위한 상태 변환 과정의 작업 단위로 사용된다.

 

트랜잭션의 특성

 

CRUD분석

• CRUD분석은 프로세스와 테이블 간 CRUD 매트릭스를 만들어서 트랜잭션을 분석하는 것이다.
• CRUD분석으로 많은 트랜잭션이 몰리는 테이블을 파악해 디스크 구성 시 유용한 자료로 활용할 수  있다.
• CRUD매트릭스 각 셀에는 Create, Read, Update, Delete의 앞자리가 들어간다.

 

인덱스(Index, 색인)

• 인덱스틑 데이터 레코드를 빠르게 접근하기 위해 <키 값, 포인터> 쌍으로 구성되는 데이터 구조이다.
• 인덱스는 레코드가 저장된 물리적 구조에 접근하는 방법을 제공한다.
• 인덱스를 통해서 파일을 레코드에 빠르게 엑세스할 수 있다.