Relational Model 수준에서 Referential Integrity와 Foreign Key Constraint를 설명하고 차이를 명확히 하는 관점은 RDBMS의 구현을 배제하고 관계 대수나 관계 스키마 설계 수준에서 접근해야 합니다.

1. Referential Integrity (참조 무결성)

• 개념:

  참조 무결성은 관계 스키마 간에 데이터가 논리적으로 일관성을 유지해야 한다는 원칙입니다.

  한 관계(Relation)의 속성(Attribute, 예: 외래 키)가 다른 관계의 기본 키 또는 고유 속성을 참조할 때, 참조된 값이 반드시 존재해야 한다는 관계 모델의 무결성 규칙입니다.

• Relational Model 관점:

  참조 무결성은 관계 스키마 간의 데이터 간의 의미적 관계를 정의하는 논리적 제약입니다.

  예를 들어, 관계 $R_1$이 속성 A를 포함하고, 이 A가 관계 $R_2$의 기본 키를 참조한다면:

  • $R_1$에서 A의 모든 값은 $R_2$에서 반드시 존재해야 합니다.

• 핵심 원칙:

  1. 삽입 제약:
     • $R_1$에 새로운 튜플을 삽입할 때, A의 값이 $R_2$에서 반드시 존재해야 한다.
  2. 삭제 제약:
     • $R_2$에서 기본 키를 삭제할 때, $R_1$에서 해당 값을 참조하는 튜플이 없어야 한다.
  3. 갱신 제약:
     • $R_2$의 기본 키가 갱신되면 $R_1$에서 참조 중인 모든 값도 동기적으로 갱신되어야 한다.

2. Foreign Key Constraint (외래 키 제약 조건)

• Relational Model 관점:

  Foreign Key Constraint는 참조 무결성을 표현하는 스키마 수준에서의 형식적 선언입니다.

  즉, 참조 무결성을 보장하기 위해 관계 스키마 간에 속성 간의 제약을 구체적으로 명시한 것입니다.

• 정의:

  주어진 관계 $R_1$의 속성 A가 다른 관계 $R_2$의 기본 키를 참조한다고 선언할 때, 이것이 외래 키 제약 조건입니다.

• 역할:

  참조 무결성을 정형화하고 이를 관계 스키마의 일부로 포함하여 데이터 무결성을 강제합니다.

  예:

  • 관계 $R_1$(Student): $(student\_id, name, department\_id)$
  • 관계 $R_2$(Department): $(department\_id, department\_name)$
    • 외래 키 제약 조건: $R_1.department\_id \subseteq R_2.department\_id$

차이점

예시: 관계 모델에서의 표현

1. 참조 무결성의 정의:

   관계 Student와 Department가 존재한다고 가정합니다.

   • Student: (student_id, name, department_id)
   • Department: (department_id, department_name)

   참조 무결성은 다음과 같이 표현됩니다:

   $$ \pi_{department\id}(Student) \subseteq \pi{department\_id}(Department) $$

2. 외래 키 제약 조건:

   외래 키 제약 조건은 참조 무결성을 스키마에 구체적으로 선언하는 것으로 다음과 같이 표현됩니다:

   $$ \text{FOREIGN KEY }(department\_id) \text{ REFERENCES } Department(department\_id) $$

요약하면, 참조 무결성은 관계 간 데이터 무결성을 유지하기 위한 원칙적 개념이고, 외래 키 제약 조건은 이 원칙을 관계 스키마에 구체적으로 선언한 것입니다. Relational Model에서는 이 두 개념이 논리적 설계와 형식적 정의로 구분됩니다.