데이터베이스 스키마(Database Schema)는 데이터베이스의 전체적인 구조와 제약 조건들을 서술한 것을 의미한다. 이는 데이터베이스에 저장될 데이터의 종류, 데이터 간의 관계, 데이터의 형식, 그리고 데이터가 가져야 할 제약 조건 등을 정의하는 청사진 역할을 한다. 스키마는 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)이 데이터를 효율적으로 저장하고 검색하며 관리할 수 있도록 기본적인 골격을 제공한다.
구성 요소 데이터베이스 스키마는 일반적으로 다음과 같은 요소들을 포함한다:
- 테이블(Table) 또는 릴레이션(Relation): 데이터가 저장되는 기본적인 단위로, 엔터티를 나타낸다.
- 컬럼(Column) 또는 속성(Attribute): 테이블 내의 개별 데이터 항목으로, 데이터의 특정 특징을 나타낸다. 각 컬럼은 데이터 타입(예: 정수, 문자열, 날짜 등)을 가진다.
- 키(Key): 레코드(튜플)를 고유하게 식별하거나 테이블 간의 관계를 정의하는 데 사용된다 (예: 기본 키, 외래 키).
- 관계(Relationship): 테이블(엔터티)들 간의 연결성을 정의한다 (예: 1대1, 1대다, 다대다).
- 제약 조건(Constraint): 데이터의 무결성을 유지하기 위한 규칙 (예:
NOT NULL,UNIQUE,CHECK, 참조 무결성). - 인덱스(Index): 데이터 검색 성능을 향상시키기 위한 구조.
- 뷰(View): 하나 이상의 테이블로부터 파생된 가상 테이블.
- 저장 프로시저(Stored Procedure) 및 함수(Function): 특정 작업을 수행하는 SQL 코드의 집합.
역할 및 중요성 스키마는 데이터베이스의 일관성과 무결성을 보장하는 데 핵심적인 역할을 한다. 개발자와 사용자에게 데이터가 어떻게 구성되어 있는지 명확하게 알려주며, 이를 통해 데이터 접근 및 조작을 용이하게 한다. 잘 설계된 스키마는 데이터 중복을 최소화하고, 데이터 오류를 방지하며, 시스템 성능을 최적화하는 데 기여한다. 스키마는 데이터베이스의 생명 주기 전반에 걸쳐 데이터의 의미론적 무결성을 유지하는 기반이 된다.
스키마의 종류 (ANSI/SPARC 3단계 아키텍처) 일반적으로 데이터베이스 스키마는 데이터 독립성을 제공하기 위해 다음과 같이 세 가지 수준으로 나눌 수 있다.
- 외부 스키마(External Schema) 또는 서브 스키마(Subschema): 특정 사용자나 응용 프로그램이 데이터베이스의 일부를 어떻게 보는지 정의한다. 사용자마다 필요에 따라 다른 뷰를 가질 수 있으며, 전체 데이터베이스의 논리적 구조 중 특정 부분만을 보여준다. 이는 사용자의 관점에서 데이터의 추상화를 제공한다.
- 개념 스키마(Conceptual Schema) 또는 논리 스키마(Logical Schema): 데이터베이스 전체의 논리적인 구조를 정의한다. 모든 사용자 그룹이 필요로 하는 데이터를 통합한 조직 전체의 데이터베이스를 기술하며, 데이터의 물리적인 저장 구조와는 독립적이다. 어떤 데이터가 저장되어 있고, 데이터 간의 관계는 무엇인지 등을 명시하며, 데이터베이스 설계의 핵심을 이룬다.
- 내부 스키마(Internal Schema) 또는 물리 스키마(Physical Schema): 데이터베이스가 물리적인 저장 장치에 실제로 어떻게 저장되는지를 정의한다. 인덱스, 파일 구조, 데이터 압축 방식, 레코드 배치 등 물리적인 저장 구조와 접근 방법을 기술한다. 이는 DBMS 개발자와 데이터베이스 관리자(DBA)가 데이터 접근 및 성능 최적화를 위해 사용한다.
스키마는 데이터 정의어(DDL: Data Definition Language)를 사용하여 정의되고 생성된다. 예를 들어, SQL에서는 CREATE TABLE, ALTER TABLE, CREATE VIEW 등의 명령어를 통해 스키마를 정의한다.