[Database] 02 - 4 무결성 제약조건

데이터 무결성(data integrity)

• 데이터의 정확성 또는 유효성을 의미
• 일관된 데이터베이스 상태를 정의하는 규칙들을 묵시적으로 또는 명시적으로 정의함
• 데이터베이스가 갱신될 때 DBMS가 자동적으로 일관성 조건을 검사하므로 응용 프로그램들은 일관성 조건을 검사할 필요가 없음

도메인 제약조건(domain constraint)

• 각 애트리뷰트 값이 반드시 원자값이어야 함
• 애트리뷰트 값의 디폴트 값, 가능한 값들의 범위 등을 지정할 수 있음
• 데이터 형식을 통해 값들의 유형을 제한하고, CHECK 제약 조건을 통해 값들의 범위를 제한할 수 있음
• SQL2는 도메인을 명시적으로 정의하는 것을 허용하지만, 오라클은 지원하지 않음

기본 키와 엔티티 무결성 제약조건(entity integrity constraint)

• 기본 키가 각 투플들을 식별하기 위하여 사용되기 때문에 릴레이션의 기본 키를 구성하는 어떤 애트리뷰트도 널값을 가질 수 없다는 제약조건
• 대체 키에는 적용되지 않음(기본 키에만 적용)
• 사용자는 릴레이션을 생성하는 데이터 정의문에서 어떤 애트리뷰트가 릴레이션의 기본 키의 구성요소인가를 DBMS에게 알려줌

※참고: 엔티티 (5.2절에서 자세히 언급)

• 사람, 장소, 사물, 사건 등과 같이 독립적으로 존재하면서 고유하게 식별이 가능한 실세계의 물리적 또는 논리적 객체
• 하나의 릴레이션에는 동일한 애트리뷰트들을 갖는 엔티티들만 속함

외래 키와 참조 무결성 제약조건(referential integrity constraint)

• 참조 무결성 제약조건은 두 릴레이션의 연관된 투플들 사이의 일관성을 유지하는데 사용됨
• 관계 데이터베이스가 릴레이션들로만 이루어지고, 릴레이션 사이의 관계들이 다른 릴레이션의 기본 키를 참조하는 것을 기반으로 하여 묵시적으로 표현되기 때문에 외래 키의 개념이 중요
• 릴레이션 R2의 외래 키가 릴레이션 R1의 기본 키를 참조할 때 참조 무결성 제약조건은 아래의 두 조건 중 하나가 성립되면 만족됨

- 외래 키의 값은 R1의 어떤 투플의 기본 키 값과 같다(기본 키 목록 중 하나여야함)

- 만약 그렇지 않다면 널 값을 가진다. 단, 외래 키가 자신을 포함하고 있는 릴레이션의 기본 키를 구성하고 있지 않음

- 릴레이션의 기본 키의 일부이면 널 값을 가질 수 없음

 

참조 무결성 제약조건

무결성 제약조건의 유지

• 데이터베이스에 대한 갱신 연산은 삽입 연산, 삭제 연산, 수정 연산으로 구분함
• DBMS는 각각의 갱신 연산에 대하여 데이터베이스가 무결성 제약조건들을 만족하도록 필요한 조치를 취함

*예: DBMS는 외래 키가 갱신되거나, 참조된 기본 키가 갱신되었을 때 참조 무결성 제약조건이 위배되지 않도록 해야 함

※ EMPLOYEE 릴레이션의 DNO 애트리뷰트가 DEPARTMENT 릴레이션의 기본 키인 DEPTNO를 참조하는 외래 키이므로, DEPARTMENT를 참조된 릴레이션, EMPLOYEE를 참조하는 릴레이션으로 부르기로 함

 

삽입(새로운 투플의 삽입)

• 참조되는 릴레이션에 새로운 투플이 삽입되면 참조 무결성 제약조건은 위배되지 않음
• DEPARTMENT에 새로 삽입되는 투플의 기본 키 애트리뷰트의 값에 따라서는 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건 등을 위배할 수 있음
• 참조하는 릴레이션에 새로운 투플을 삽입할 때는 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건(새로운 투플 삽입시 무조건 따져줘야함) 외에 참조 무결성 제약조건도 위배할 수 있음(예: EMPLOYEE 릴레이션에 (4325, 오혜원, 6)이라는 투플을 삽입하면 참조 무결성 제약조건을 위배하게 됨) -> 6이 참조 기본 키에 존재x
• 제약조건을 위배하는 삽입 연산은 DBMS가 거절함으로써 무결성 유지

삭제(존재하는 투플 삭제)

• 참조하는 릴레이션에서 투플이 삭제되면 도메인 제약조건, 키 제약조건, 엔티티 무결성 제약조건, 참조 무결성 제약조건 등 모든 제약조건을 위배하지 않음
• 참조되는 릴레이션에서 투플이 삭제되면 참조 무결성 제약조건을 위배하는 경우가 생기거나 생기지 않을 수 있음

예1: DEPARTMENT 릴레이션에서 네 번째 투플인 (4, 홍보, 8)을 삭제하더라도 참조 무결성 제약조건을 위배하지 않음

예2: DEPARTMENT 릴레이션에서 세 번째 투플인 (3, 개발, 9)를 삭제하면 참조 무결성 제약조건을 위배하게 됨

 

참조 무결성 제약조건을 만족시키기 위해서 DBMS가 제공하는 옵션

- 제한(restricted)

• 위배를 야기한 연산을 단순히 거절
• 예: DEPARTMENT 릴레이션에서 (3, 개발, 9)를 삭제하면 참조 무결성 제약조건을 위배하게 되므로 삭제 연산을 거절

- 연쇄(cascade)

• 참조되는 릴레이션에서 투플을 삭제하고, 참조하는 릴레이션에서 이 투플을 참조하는 투플들도 함께 삭제
• 예: DEPARTMENT 릴레이션에서 (3, 개발, 9)를 삭제하면 EMPLOYEE 릴레이션에서 부서번호 3을 참조하는 두 번째 투플과 다섯 번째 투플도 함께 삭제

- 널값(nullify)

• 참조되는 릴레이션에서 투플을 삭제하고, 참조하는 릴레이션에서 이 투플을 참조하는 투플들의 외래 키에 널값을 삽입
• 예: DEPARTMENT 릴레이션에서 (3, 개발, 9)를 삭제하면 EMPLOYEE 릴레이션에서 부서번호 3을 참조하는 두 번째 투플과 다섯 번째 투플의 부서번호에 널값을 삽입

- 디폴트값

• 널값을 넣는 대신에 디폴트값을 넣는다는 것을 제외하고는 바로 위의 옵션과 비슷함

수정

• DBMS는 수정하는 애트리뷰트가 기본 키인지 외래 키인지 검사함
• 수정하려는 애트리뷰트가 기본 키도 아니고 외래 키도 아니면 수정 연산이 참조 무결성 제약조건을 위배하지 않음
• 기본 키나 외래 키를 수정하는 것은 하나의 투플을 삭제하고 새로운 투플을 그 자리에 삽입하는 것과 유사하므로, 삽입 및 삭제에서 설명한 제한, 연쇄, 널값, 디폴트값 규칙이 수정 연산에도 적용됨
• 오라클에서는 수정 연산에 대해 제한적으로 참조 무결성 제약조건을 유지
• 기본 키는 변경하면 안된다는 철학