네트워크 모델
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1. 개요
네트워크 모델은 찰스 바크만이 발명하고 CODASYL 컨소시엄에 의해 표준 사양으로 개발된 데이터베이스 모델이다. 1969년 첫 번째 표준이 제정되었고, 1971년 두 번째 버전이 출판되어 대부분의 구현에 기초가 되었다. 1980년대 초까지 작업이 진행되어 ISO 표준에 포함되었지만, 제품에 큰 영향을 주지 못했다. 바크만의 영향은 바흐만 다이어그램으로 인식되며, 사각형은 레코드 유형, 화살표는 레코드 간의 일대다 관계를 나타낸다. 네트워크 모델을 구현한 데이터베이스 시스템에는 IDS, IDMS, RDM 임베디드, RDM 서버, 터보이미지, 유니박 DMS-1100, IMAGE 등이 있다.
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| 네트워크 모델 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 데이터 모델 유형 | 레코드 기반 |
| 설계자 | 찰스 바크만 |
| 디자인 완료 | 1969년 |
| 다른 이름 | CODASYL 모델 |
| 설명 | |
| 특징 | 데이터베이스의 스키마와 위치에 대한 명시적 포인터를 사용한 탐색 표준화된 개념적 모델이 부족함 |
| 장점 | 복잡한 데이터 구조를 표현하는 데 효과적임 |
| 단점 | 복잡한 탐색 방법으로 인한 구현 및 유지 관리의 어려움 |
| 역사 | |
| 개발 배경 | 계층형 데이터베이스 모델의 한계를 극복하기 위해 개발됨 |
| 표준화 노력 | CODASYL(Conference on Data Systems Languages)에서 표준화 시도 |
| 구성 요소 | |
| 스키마 | 데이터베이스의 전체 구조를 정의함 |
| 서브스키마 | 특정 사용자 그룹을 위한 데이터베이스의 일부분을 정의함 |
| 데이터 관리 언어 | 데이터베이스의 데이터를 조작하고 관리하는 데 사용되는 언어 (예: DML) |
| 주요 개념 | |
| 레코드 | 데이터베이스의 기본 단위 |
| 집합 (Set) | 오너 레코드와 멤버 레코드 간의 1:N 관계를 나타냄 |
| 포인터 | 레코드 간의 관계를 탐색하는 데 사용됨 |
| 사용 예시 | |
| 적용 분야 | 복잡한 부품 구조를 가진 시스템 (예: 항공기 부품 관리) |
| 장단점 비교 | |
| 계층형 모델과의 비교 | 장점: 더 복잡한 관계 표현 가능 단점: 구현 및 유지 관리가 더 어려움 |
| 관계형 모델과의 비교 | 장점: 성능 우수 (초기) 단점: 유연성 및 확장성 부족, SQL과 같은 표준 쿼리 언어 부재 |
| 한계 및 대안 | |
| 문제점 | 복잡한 구조, 표준화 부족 |
| 대안 | 관계형 데이터베이스, 객체 지향 데이터베이스 |
2. 역사
찰스 바크만이 네트워크 모델을 발명했으며, 1969년 CODASYL 컨소시엄이 출판한 표준 사양으로 개발되었다. 1971년에 출판된 제2판은 대부분 구현체의 기초가 되었다. 1980년대 초까지 작업이 계속되어 ISO 사양에 포함되었으나, 제품들에 큰 영향을 주지는 못했다.
바흐만의 영향력은 네트워크 모델을 사용하여 표현된 데이터베이스 스키마를 나타내는 도식적 표기법인 바흐만 다이어그램이라는 용어로 인식된다. 바흐만 다이어그램에서 명명된 사각형은 레코드 유형을 나타내고, 화살표는 레코드 간의 일대다 관계 유형(CODASYL 세트 유형)을 나타낸다.
계층형 데이터 모델은 데이터를 트리 구조로 구성하는 반면, 네트워크형 데이터 모델에서는 각 레코드는 임의의 수의 상위 레코드와 하위 레코드를 가질 수 있으며, 격자 구조를 형성한다. 네트워크형 데이터 모델의 주요 장점은 계층형 데이터 모델에 비해 각 실체의 관계를 더 자연스럽게 표현할 수 있다는 점이었다.
2. 1. 찰스 바크만과 CODASYL
찰스 바크만이 네트워크 모델을 발명했으며, 1969년 CODASYL 컨소시엄이 출판한 표준 사양으로 개발되었다. 1971년에 출판된 제2판은 대부분 구현체의 기초가 되었다. 1980년대 초까지 작업이 계속되어 ISO 사양에 포함되었으나, 제품들에 큰 영향을 주지는 못했다.1969년, 데이터 시스템 언어 컨퍼런스(CODASYL)는 네트워크형 데이터베이스 모델의 첫 번째 표준을 제정했다. 1971년에 두 번째 버전이 등장하여 많은 구현의 기반으로 사용되었다. 그 후에도 1980년대 초까지 유사한 흐름이 이어졌고, 국제 표준화 기구(ISO)가 표준을 제정했지만, 이는 제품에 거의 채택되지 않았다.
2. 2. 관계형 모델과의 경쟁
네트워크 모델은 각 레코드가 여러 개의 상위 및 하위 레코드를 가질 수 있어 일반화된 그래프 구조를 형성한다는 점에서, 하나의 상위 레코드와 여러 개의 하위 레코드를 가지는 트리 형태의 계층형 데이터베이스 모델과 다르다. 이러한 속성은 스키마와 데이터베이스 자체, 두 가지 수준에서 적용된다. 스키마는 관계 유형(CODASYL에서는 "세트 유형"이라고 함)으로 연결된 레코드 유형의 일반화된 그래프이며, 데이터베이스 자체는 관계(CODASYL "세트")로 연결된 레코드 발생의 일반화된 그래프이다. 사이클은 두 수준 모두에서 허용된다.계층형 데이터 모델과 비교했을 때 네트워크 모델의 주요 장점은 엔티티 간의 관계를 보다 자연스럽게 모델링할 수 있다는 점이었다. 그러나 널리 사용되었음에도 불구하고, 두 가지 주요 이유로 인해 지배적인 위치를 차지하지 못했다. 첫째, IBM은 IMS 및 DL/I와 같은 기존 제품에서 세미 네트워크 확장을 통해 계층형 데이터 모델을 유지하기로 결정했다. 둘째, 더 높은 수준의 선언적 인터페이스를 제공하는 관계형 모델로 대체되었다. 1980년대 초반까지는 계층형 및 네트워크 데이터베이스의 낮은 수준 탐색 인터페이스가 제공하는 성능 이점이 많은 대규모 응용 프로그램에서 설득력이 있었지만, 하드웨어가 빨라짐에 따라 관계형 모델의 추가적인 생산성과 유연성이 기업 엔터프라이즈 사용에서 네트워크 모델의 점진적인 노후화를 초래했다.
2. 3. 현재 상황
1980년대 초까지는 하드웨어 성능의 한계로 계층형 데이터 모델과 네트워크형 데이터 모델을 사용한 네비게이션 데이터베이스가 성능 면에서 유리해 대규모 애플리케이션에서 계속 사용되었다. 그러나 하드웨어 성능이 향상되면서 관계형 모델의 높은 생산성과 유연성이 부각되었고, 이로 인해 기업에서 네트워크형 데이터 모델의 사용은 점차 줄어들었다.네트워크형 데이터 모델의 네비게이션 인터페이스는 인터넷과 월드 와이드 웹의 하이퍼링크 기반 모델과 유사한 면이 있다. 하지만 네트워크형 데이터 모델은 중앙에서 관리되는 데이터베이스를 전제로 하며, 분산 및 이기종 환경은 고려하지 않는다.
3. 데이터베이스 시스템
네트워크 모델을 사용하는 대표적인 데이터베이스 시스템은 다음과 같다.
- IDS (Integrated Data Store)
- IDMS (통합 데이터베이스 관리 시스템)
- RDM 임베디드
- RDM 서버
- 터보이미지
- 유니박 DMS-1100
- IMAGE for HP 3000
- Norsk Data SIBAS
- 오라클 CODASYL DBMS for OpenVMS (원래 DEC VAX DBMS)
계층형 데이터 모델은 데이터를 트리 구조로 구성하지만, 네트워크 모델에서는 각 레코드가 임의의 수의 상위 레코드와 하위 레코드를 가질 수 있어 격자 구조를 형성한다.
네트워크 모델의 주요 장점은 계층형 데이터 모델보다 각 실체의 관계를 더 자연스럽게 표현할 수 있다는 점이었다. 그러나 널리 사용되었음에도 불구하고, 두 가지 이유로 지배적인 방식이 되지는 못했다. 첫째, IBM이 IMS나 DL/I와 같은 기존 제품에서 계층형 데이터 모델을 고수했다. 둘째, 관계형 모델이 더 높은 수준의 선언적 인터페이스를 제공하며 부상했다. 1980년대 초까지는 성능상의 이점 때문에 대규모 애플리케이션에서 계층형 및 네트워크 모델을 사용한 네비게이션 데이터베이스가 계속 사용되었지만, 하드웨어 성능 향상으로 관계형 모델의 생산성과 유연성이 높아지면서 기업들은 네트워크 모델 사용을 줄였다.
네트워크 모델의 네비게이션 인터페이스는 인터넷과 월드 와이드 웹의 하이퍼링크 기반 모델과 약간 유사하다. 그러나 네트워크 모델은 데이터베이스 전체가 중앙에서 관리되는 것을 전제로 하며, 분산 및 이기종 환경은 상정하지 않는다.
4. 기술적 특징
네트워크형 데이터 모델은 데이터를 격자 구조로 구성하며, 각 레코드는 임의의 수의 상위 레코드와 하위 레코드를 가질 수 있다는 기술적 특징을 지닌다.
관계형 모델의 부상과 하드웨어 성능 향상으로 인해 네트워크형 데이터 모델의 기업 이용은 줄어들었다. 1980년대 초까지는 성능 면에서 유리하여 대규모 애플리케이션에서 계속 사용되었지만, 관계형 모델의 높은 생산성과 유연성 때문에 점차 사용이 감소하였다.
네트워크형 데이터 모델의 네비게이션 인터페이스는 월드 와이드 웹의 하이퍼링크 기반 모델과 약간 유사하지만, 중앙 집중식 관리를 전제로 하며 분산 환경은 고려하지 않는다.
4. 1. 계층형 모델과의 비교
계층형 데이터베이스 모델은 데이터를 각 레코드가 하나의 부모 레코드와 수많은 자식 레코드를 이루는 트리로 구성하지만, 네트워크 모델은 각 레코드가 여러 부모와 자식 레코드를 가질 수 있게 함으로써 하나의 일반화된 그래프 구조를 이룬다.네트워크 모델을 선호하는 주된 이유는 엔티티 간의 관계를 보다 자연스럽게 모델링할 수 있다는 점이었다. 그러나 이 모델은 두 가지 주요 이유로 인해 지배적인 위치를 차지하지 못했다. 첫째, IBM은 IMS 및 DL/I와 같은 기존 제품에서 계층형 모델을 고수했다. 둘째, 더 높은 수준의 선언적 인터페이스를 제공하는 관계형 모델로 대체되었다. 1980년대 초반까지는 네트워크 데이터베이스가 제공하는 낮은 수준의 탐색 인터페이스의 성능 이점이 컸지만, 하드웨어가 빨라짐에 따라 관계형 모델의 생산성과 유연성이 높아져 기업에서 네트워크 모델의 사용은 점차 줄어들었다.
4. 2. 스키마와 데이터베이스
네트워크 모델은 각 레코드가 하나의 상위 레코드와 여러 개의 하위 레코드를 가지는 트리 형태의 계층형 데이터베이스 모델과 달리, 각 레코드가 여러 개의 상위 및 하위 레코드를 가질 수 있어 일반화된 그래프 구조를 형성한다. 이 속성은 두 가지 수준에서 적용된다. 스키마는 관계 유형(CODASYL에서는 "세트 유형"이라고 함)으로 연결된 레코드 유형의 일반화된 그래프이며, 데이터베이스 자체는 관계(CODASYL "세트")로 연결된 레코드 발생의 일반화된 그래프이다. 사이클은 두 수준 모두에서 허용된다.계층형 모델과 비교하여 네트워크 모델을 선호하는 주된 이유는 엔티티 간의 관계를 보다 자연스럽게 모델링할 수 있다는 점이다. 이 모델은 널리 구현되고 사용되었지만, 두 가지 주요 이유로 인해 지배적인 위치를 차지하지 못했다. 첫째, IBM은 IMS 및 DL/I와 같은 기존 제품에서 세미 네트워크 확장을 통해 계층형 모델을 고수하기로 결정했다. 둘째, 결국 더 높은 수준의 선언적 인터페이스를 제공하는 관계형 모델로 대체되었다. 1980년대 초반까지 계층형 및 네트워크 데이터베이스가 제공하는 낮은 수준의 탐색 인터페이스의 성능 이점은 많은 대규모 응용 프로그램에 설득력이 있었지만, 하드웨어가 빨라짐에 따라 관계형 모델의 추가적인 생산성과 유연성이 기업 엔터프라이즈 사용에서 네트워크 모델의 점진적인 노후화를 초래했다.
4. 3. 네비게이션 인터페이스
네트워크형 데이터 모델의 네비게이션 인터페이스는 인터넷과 월드 와이드 웹에서 일반화된 하이퍼링크 기반 모델과 약간 유사하다. 그러나 네트워크형 데이터 모델은 데이터베이스 전체가 중앙에서 관리되는 것을 전제로 하며, 분산 및 이기종 환경은 상정하지 않는다.
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