이 논문에서는 NoSQL 데이터베이스의 동작 과정에서 발생하는 라이브러리 콜과 관련 정보들을 기록하여 내부 동작 과정을 심층적으로 분석하는 방법을 제안한다. 이를 통해 지정한 라이브러리 콜을 관찰 및 기록하며, 기록된 라이브러리 콜 정보를 통해 NoSQL 데이터베이스 간 내부 동작 차이를 비교하고, 입력 데이터 개수의 변화에 따라 발생하는 라이브러리 콜의 변화를 관찰하여 각 데이터베이스의 특징 및 확장성을 평가한다. 컴퓨팅 성능의 발전과 빅테이터의 활성화에 따라 다양하고 많은 양의 데이터를 기록 및 분석하기 위한 여러 종류의 NoSQL 데이터베이스가 등장하였으며, 각 환경에 적합한 데이터베이스를 선택하기 위해 각 데이터베이스의 확장성을 평가할 필요가 있다. 그러나 벤치마크, 성능 모델을 통한 외부 동작 관찰 또는 설계에 따른 구조적 특징 분석과 같은 기존의 방식으로는 데이터베이스가 동작하는 과정을 분석 또는 예측하기 어렵다. 따라서, 더욱 심층적인 분석을 통해 동작 과정 및 확장성을 파악하는 본 논문에서 제안하는 기법의 활용이 필요하다.
관계형 데이터베이스 시스템의 기능이 점차 확대되면서 사용자 정의 함수의 역할이 다양하게 되었다. 이에 따라 사용자 정의 함수의 수행 속도뿐 아니라 데이터베이스 시스템의 안정성과 보안의 중요성이 부각되었다. 사용자 정의함수 지원방식은 크게 3가지로 나눌 수 있다. : 정적로딩 방식, 공유 라이브러리 방식, 프로세스 호출 방식, 기존의 데이터베이스 시스템에서 사용되는 공유 라이브러리 방식은 속도면에서 우수하나 안정성, 보안에 대한 요구를 만족시키지 못하며 시스템에 이식할 때 문제가 있다. 우리는 프로세스 호출 방식을 개선하여 사용자 정의 함수지원을 구현하였다. 본 논문에서는 관계형 데이터베이스시스템에서 사용하는 사용자 정의함수를 구현하는데 있어서 고려해야할 점들을 살펴보고 성능을 측정한다. 성능 평가를 통해 우리가 구현한 방식이 공유 라이브러리방식과 성능차이는 적은 반면 장점이 많다는 것을 보인다.
그래프는 실세계의 많은 문제를 푸는데 아주 강력한 방법을 제공한다. 이와 같은 그래프를 효율적으로 표현하기 위한 자료구조와 그래프 연산에 대한 알고리즘이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 그래프를 관계형 테이블로 표현하고, 그래프에 대한 연산과 알고리즘을 라이브러리화 하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 관계형 데이터베이스를 이용하여 개발할 수 있으며, 개발된 라이브러리는 그래프로 모델링되는 실세계의 많은 문제를 푸는데 손쉽게 활용할 수 있을 것이다. 또한, 방대한 양의 그래프를 효율적으로 관리할 수 있으며 다수의 사용자가 공유할 수도 있을 것이다.
본 논문은 관계형 데이터베이스 기반하여 그래프를 저장하고 그래프 알고리즘을 정의할 수 있는 방법을 제안한다. 이 방법에서 그래프는 릴레이션으로 표현되며, 그래프의 각 정점과 간선은 이 릴레이션의 튜플로서 데이터베이스에 저장된다. 이를 위해 그래프의 저장 및 관리뿐만 아니라 다양한 응용프로그램 개발에도 사용될 수 있는 기본적인 그래프 함수들을 라이브러리로 개발하였다. 또한, 그래프에 대한 알고리즘을 추출, 선택, 죠인과 같은 관계대수 연산을 이용하여 정의하였으며, SQL과 같은 데이터베이스 언어를 사용하여 구현하였다. 이와 같은 데이터베이스에 기반한 방법은 메모리에 수용되지 않는 크기의 그래프를 효과적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 응용프로그램 개발을 용이하게 할 것이다.
본 논문에서는 기존에 개발된 데이터베이스내의 데이터 소스를 공유하기 위해 통합 라이브러리를 구축하고 이를 통해 데이터베이스내의 소스 데이터에 대한 의미적인 통합을 위한 구조를 제안한다. 데이터의 의미적인 통합을 위해 데이터 스키마가 가지고 있는 실질적인 의미값을 기존의 각 데이터베이스 시스템에서 참조하고 데이터 공유에 대한 동의를 갖도록 메타 데이터를 이용하였다. 따라서 먼저 통합 라이브러리를 구축하여 메타 데이터에 대한 정보와 메타 데이터간에 존재하는 함수적인 관계를 변경 함수로 함께 구현하였으며. 데이터 통합을 위한 참고 자료는 각 시스템마다 온톨로지(Ontology)를 작성하여 활용하였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 기존의 방법에 비해 메타데이터의 수정과 주가가 간단하며 새로운 시스템을 통합 라이브러리로 합병하는 비용이 현저히 감소되었다.
객체지향 공간 데이터베이스 시스템에서 공간 데이터 모델을 제공하는 방법은 크게 두 가지로 나누어진다. 첫째 방법은 객체지향 데이터 모델의 확장성을 이용하여 사용자 클래스와 동등한 수준의 공간클래스 라이브러리를 제공하는 방법이고, 둘째 방법은 데이터베이스 시스템을 확장하여 공간 기본 타입과 공간 연산자를 제공하고 이를 데이터베이스 시스템을 확장하여 공간 기본 타입과 공간 연산자를 제공하고 이를 데이터베이스 언어에 반영하는 방법이다. 기존의 객체지향 공간 데이터베이스 시스템들은 주로 첫 번째 방법에 기반한 공간 데이터 모델을 제공하지만, 이는 여러 가지 문제를 야기시킨다. 본 논문에서는 공간 클래스 라이브러리로 제공된 공간 데이터 모델의 문제점들을 분석하고, 그러한 문제점들을 모두 해결하는 시스템 수준 공간 데이터 모델을 제시한다.
자바 환경에서 데이터베이스 연동을 위한 표준 인터페이스를 위해서 Sun에서 JDBC를 제시하고 있으며, 본 연구에서는 객체지향 멀티미디어 데이터베이스 바다-IV 시스템에 대한 JDBC 인터페이스를 위한 바다-IV/JDBC 드라이버를 구현하였다. 바다-IV/JDBC 드라이버는 별도의 라이브러리 없이 순수한 자바 코드로 개발하였으며, 데이터베이스 서버에 직접 연동하는 방법을 사용하여 고성능을 추구하였다. 또한, 멀티미디어 데이터베이스를 위한 BLOB, CLOB 등의 변경기능과 Collection 타입에 대한 기능을 확장 구현하였으며, 사용자는 바다-IV/JDBC를 사용하여 바다-IV 서버와 연결하여 SQL 문을 사용한 자바 응용 서비스의 개발이 가능하며, 동일한 응용 서비스를 JDBC를 지원하는 다른 데이터베이스를 사용한 응용 서비스로 쉽게 변경할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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