Niklas Jang

Niklas Jang

뜻이 있는 곳에 길이 있다.

[DB] Chapter 4 Enhanced Entity-Relationship and Object Modeling

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교재

  1. 교재는 ‘Fundamentals of Database System’ 7th edition 구글링해서 찾기
  2. 6판에서 7판으로 개정되면서 big data 부분이 추가됨. 한글판은 6판까지만 있음

Chapter 4 Enhanced Entity-Relationship and Object Modeling

새로운 DB Application 두 가지 종류

  • Enhanced ER or EER model
    • additional semantic data modeling concepts
    • ER Model + specialization/generalization, category
      • class/subclass relationship, type inheritance : attribute, relationship inheritance
      • UNION : 서로 다른 entity type 객체의 UNION을 표현하는 객체
  • Object Data Model
    • OMT (Object Modeling Technique)
    • UML (Universal Modeling Language)

SuperClass/SubClass or Class/SubClass

  • 실제 세계에서는 같은 entity를 나타냄
  • 하지만 구체적인 역할을 명시
  • Employee/(Engineer or SALARIED_EMP)

Specialization

  • entity type의 subclass들을 정의하는 프로세스
    • EMPLOYEE -> {SALARIED_EMPLOYEE, HOURLY_EMPLOYEE}
  • 일부에는 적용되지만 전체에는 적용되지 않는 attribute를 표현하기 위해
  • 특정 relationship type이 subclass의 member에만 적용되는 경우

Generalization

  • abstraction의 역연산 또는 specialization의 역연산
  • 여러 entity type의 특징을 추상화하여 공통된 특징만 superclass로 정의

Sepcialization과 Generalizatino의 constraints

개념 의미
PREDICATE-DEFINED(or condition-defined) subclass super class의 attribute에 조건 값을 추가하여 subclass를 구분
ATTRIBUTE-DEFINED specialization 모든 subclass가 값을 가지고 있는 super class의 attribute를 defining attribute라고 부른다.

위 두 가지 개념이 같은 상황을 다른 시점에서 본 해석이다.

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User-Defined Subclass

개념 의미
user-defined subclass subclass를 구분하는 특정한 값 없이 각 entity가 사용자에 의해서 subclass가 결정됨.

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Disjointness Constraint

개념 의미 특징
Disjoint : D entity는 최대 한 개의 subclass의 멤버가 될 수 있다. attribute-defined specialization에서 predicate attribute가 single value인 경우 disjoint임을 암시한다.
Overlap : O entity는 여러 개의 subclass의 멤버가 될 수 있다. default case

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Completeness Constraint

개념 의미 특징
TOTAL specialization constraint EMPLOYEE ≡ (HOURLY_EMPLOYEE ∪ SALARIED_EMPLOYEE) superclass와 연결하기 위해서 double line을 사용한다.
PARTIAL specialization constraint (SECRETARY ∪ ENGINEER ∪ TECHNICIAN) ⊂ EMPLOYEE superclass와 연결하기 위해서 single line을 사용한다.
  • TOTAL : super class에 있는 모든 entity는 반드시 subclass 중 하나에 속해야 한다.
  • PARTIAL : entity가 sub class에 속하지 않는 것을 허용한다.

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Insertion & Deletion Rule

개념 의미 특징
superclass에서 entity 지우기 superclass에 속한 모든 subclass가 지워진다.  
superclass에서 entity 추가하기 predicate를 만족하는 subclass에 반드시 추가되어야 한다.  
superclass에서 entity total participation으로 추가하기 subclass 중 반드시 한 곳에는 추가되어야 한다.  

A specialization/generalization hierarchy & lattice

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개념 의미
A specialization/generalization hierarchy 모든 subclas는 class/subclass 관계에서 한 번민 침여한다.
A specialization/generalization lattice 모든 subclas는 class/subclass 관계에서 여러번 침여한다.
  • lattice(multiple inheritance)의 경우 Shared subclass라고 불린다.

Specialization process

  • Top Down
    1. PERSON -> {EMPLOYEE, ALUMNUS, STUDENT}
    2. EMPLOYEE -> {STAFF, FACULTY, STUDENT ASSISTANT}
    3. STUDENT -> {GRADUATE_STUDENT, UNDERGRADUATE_ STUDENT}
    4. STUDENT_ASSISTANT -> {RESEARCH_ASSISTANT, TEACHING_ASSTSTANT}
  • Bottom Up
    1. STAFF, FACULTY, ALUMNUS, GRADUATE_STUDENT, UNDER_STUDENT, RESEARCH_ASSISTANT, TEACHING_ASSISTANT, …
    2. {GRADUATE_STUDENT,UNDERGRADUATE_STUDENT} -> STUDENT
    3. {RESEARCH_ASSISTANT, TEACHING_ASSISTANT} -> STUDENT_ASSISTANT
    4. {STAFF, FACULTY, STUDEN_ASSISTANT} -> EMPLOYEE
    5. {EMPLOYEE, ALUMNUS, STUDENT} -> PERSON

Modeling of UNION Types Using Categories

개념 의미
Union Type(or Category) class/subclass 관계에서 여러 개의 super class가 있고, super class가 각각의 entity type을 가지는 경우
  • 이 때 subclass는 여러 entity type의 UNION을 나타낸다고 말한다.
  • superclassd의 특징을 상속받지만, superclass들만으로 구성되지는 않을 때 사용.
  • EER의 notatino은 U로 적는다.

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Shared Subclass 비교

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  • 좌 : 3개의 subclass의 교집합의 부분집합
    • ENGINEERING_MANAGER는 ENGINERR, MANAGER, SALARIED_EMPLOYEE 모두에 속한다.
  • 우 : 3개의 superclass의 UNION. OWNER의 멤버는 반드시 superclass 중 하나에만 속해야 한다.
    • OWNER entity는 그 entity가 속하는 superclass에 따라 COMPANY/PERSON/BANK의 attribute를 상속받는다.
    • 따라서 UNION(category)가 attribute ingeritance적 측면에서 더 selectively하다고 할 수 있다.

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  • 위 : TOTAL인 경우 모든 VEHICEL은 CAR 아니면 TRUCK이다. 만약 PARTIAL인 경우 CAR와 TRUCK이 아닌 MOTORCYCLE 같은 다른 entity type이 VEHICLE에 포함될 수 있다.
  • 아래 : UNION은 CAR 또는 TRUCK 외에는 다른 entity type이 REGISTERED_VEHICLE일 수 없음을 나타낸다.

SPECIALIZATION or CATEGORIZATION ?

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  • UNION이 total이면 specialization/generalizationis으로 대체가 가능하다.
  • 만약 두 class가 같은 entity type을 나타내고, 같은 key attribute를 포함해서 많은 attribute가 같으면 specialization/generalizationis를 사용한다.
  • 나머지 경우는 UNION을 사용한다.

Representing Specialization/Generalization and Inheritance in UML Class Diagrams

  • multiple 상속이 허용된다.
개념 의미
base class the root superclass
leaf class leaf nodes
abstract class attribute와 operation은 있지만 object가 없음
concrete class class에 따라서 생성된 instance가 있음
template class 다른 class를 정의하는데 사용될 수 있는 template를 명시함

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Ternary Relationship 주의 사항

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  • 일부 database design은 ternary relationship의 정의를 허용하지 않음
  • 이런 경우 1. weak entity로 표기, 2. no partial key 3. three identifying relationships를 적용해야 한다.
  • 이 객체는 세 개의 entity를 결합할 때만 identifing 될 수 있다.

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  • weak entity type이 여러 개의 owner entity types을 가지는 경우 ternary relationship이 형성될 수 있다.

Data Abstraction and Knowledge Representation Concepts

  • 데이터 추상화와 AI에서 이야기하는 KR은 비슷한 점도 있고 차이점도 있다.
  • KR의 목적은 DOMAIN OF DISCOURSE(관심영역)을 정확하게 모델링하는 개념을 개발하는 것이다.
  • KR의 결과 ONTOLOGY가 생성되는데 이는 관심영역을 설명하는 데이터베이스 정도로 이해할 수 있다.
  • 따라서 KR의 목적과 data modeling의 목적은 비슷하다.
  • 공통점 :
    • 공통된 특성과 중요한 특성으을 identifying하기 위해서 추상화 과정을 진행한다.
    • 동시에 중요하지 않은 정보는 억제한다.
    • 공통된 추상화 개념을 가지고 있다.
      1. CLASSIFICATION and INSTANTIATION : type과 instance를 구분하는 개념.
      2. IDENTIFICATION : 서로 다른 schema에 저장된 object가 서로 같은 대상을 의미하는지 아닌지 판단하는 개념.
      3. SPECIALIZATION and GENERALIZATION : 각각 conceptual refinement, conceptual synthesis
      4. AGGREGATION and ASSOCIATION : 집단화, 연관화. 구성요소를 이용해서 복합개념을 만드는 것과 서로 다른 class 사이에 연관을 짓는 것.
        • AGGREGATION : CAR - ENGINE : CAR가 사라지면 ENGINE로 사라진다.
        • ASSOCITATION : CAR - OWNER : CAR가 사라져도 OWNER는 사라지 않는다.
  • 차이점 :
    • KR이 semantic data model보다 더 넓은 개념이다.
    • KR은 다양한 형태의 지식이 KR의 schema를 사용해서 표현된다.
    • KR은 reasoning mechanism이 있어 추론을 통한 데이터 추출이 가능하다.
    • data model은 schema와 meta data에 집중한다.
    • KR schema는 schema 정보와 instance 정보가 섞여서 제공된다. 유연성은 높지만 어디까지 meta인지 어디까지 instance인지 구분하기 어려워 비효율성이 나타나기도 한다.
    • KR은 Exception Object를 지원한다. 특정 관점에서 조금 다른 객체의 존재를 인정한다.
    • KR은 Class Property를 지원한다. 전역변수와 비슷한 개념을 지원한다.

사례 공부

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  1. (b) : 지원자가 회사에서 인터뷰를 보면 반드시 잡오퍼가 들어오는 형태의 DB로 문제가 있다.
  2. (c) : 인터뷰 결과에 따라서 새로운 관계가 형성되면 되지만 이를 구현하는 DB는 잘 없다.
  3. (d) : BOX친 영역을 하나의 object로 생각할 수 있지만 보편적으로 적용되는 방식은 아니다.
  4. (e) : 가장 일반적인 방법으로써 INTERVIEW weak 객체를 만들고, 이는 두 개의 owner entity를 가진다. 그리고 이 객체가 잡오퍼 관계를 갖는다.

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