AI 컴퓨터 비전 프로젝트_2개월차_데이터베이스와 MongoDB

1. 데이터

데이터(data)는 정보나 사실들의 원시적이고 구조화되지 않은 형태입니다. 

이것은 숫자, 문자, 이미지, 소리 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다. 

예를 들면, 온도 측정 결과, 사진, 글, 음성 녹음 파일 등이 데이터에 해당합니다.

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2. 데이터베이스

데이터베이스(database)는 관련된 데이터를 체계적으로 저장하고, 관리하고, 검색할 수 있도록 설계된

전자적 시스템입니다.

간단히 말하면, 데이터베이스는 "정보의 보관소"와 같습니다.

데이터베이스를 사용하면 크거나 작은 양의 데이터를 안전하게 저장하고 필요할 때 쉽게 찾아낼 수 있습니다.

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3. 데이터베이스 관리 시스템(소프트웨어)

DBMS는 데이터베이스 관리 시스템(Database Management System)의 약자입니다. DBMS는 데이터베이스를 생성하고, 유지하고, 조작하기 위한 소프트웨어 도구의 집합입니다. 일반적으로 DBMS는 두 가지 유형으로 나뉩니다.

 

1. RDBMS (관계형 데이터베이스 관리 시스템): 데이터를 2차원 테이블 형태(엑셀 비슷)로 저장하며, 테이블 간의 관계를 정의할 수 있는 시스템입니다. 예로는 Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server, PostgreSQL 등이 있습니다.

비슷한 테이블을 여러개를 만들어서 저장하는 형식입니다. 그래서 관계형이라고 불림

데이터베이서를 조작하기 위해서는 SQL이라는 언어를 사용합니다.

 

2. NoSQL DBMS: 관계형 모델을 사용하지 않는 데이터베이스 시스템으로, 큰 데이터 량이나 유동적인 데이터 구조를 지원하기 위해 설계되었습니다. 예로는 MongoDB, Cassandra, Redis 등이 있습니다.

단점은 속도가 조금 느리지만 장점은 굉장히 안정적입니다.

✔️ 데이터의 인풋,아웃풋의 속도가 중요하기문에  AI쪽에서는 가장 많이 쓰이는 DBMS는 NoSQL입니다.

 

※ DB-ENGINES

데이터베이스 관리 시스템을 매월 검색엔진에서 노출 빈도 등 다양한 요소로 DB를 평가하여 순위를 지정해 주는 사이트

https://db-engines.com/en/ranking

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4. MongoDB

MongoDB(몽고디비)는 NoSQL 데이터베이스 시스템 중 하나로, 문서 지향(document-oriented) 데이터베이스입니다. 이는 관계형 데이터베이스와는 다르게 데이터를 테이블이 아니라 JSON 스타일의 BSON(Binary JSON) 형식의 문서로 저장합니다. MongoDB는 개발자가 유연하게 데이터를 저장하고 *쿼리할 수 있도록 하는 목적으로 만들어진 것이며, 대규모의 분산 데이터베이스 환경에서도 잘 동작합니다.

*쿼리 : 데이터를 넣고 빼고 하는 행동.

 

문서 지향 데이터베이스: MongoDB는 데이터를 BSON 형식의 문서로 저장합니다. 이 문서는 키-값 쌍(key-value pairs)으로 이루어져 있으며, 여러 종류의 데이터 유형을 포함할 수 있습니다.

 

스키마 없음 (Schema-less): 관계형 데이터베이스와 달리 MongoDB는 데이터베이스의 스키마를 명시적으로 정의하지 않습니다. 이는 동적인 스키마를 사용하여 데이터 모델을 유연하게 변경할 수 있도록 합니다.

 

유연한 데이터 모델: MongoDB는 다양한 데이터 형식을 지원하며, 중첩된 문서와 배열을 허용하여 복잡한 데이터 구조를 표현할 수 있습니다.

 

분산 데이터베이스: MongoDB는 여러 서버에 데이터를 분산하여 저장하고 처리할 수 있는 분산 데이터베이스 시스템을 지원합니다.

 

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5. MongoDB Cloud

소프트웨어로 컴퓨터에서 설치를 해야하지만 cloud 서비스로 웹에서 연습해볼 수 있도록 서비스를 합니다.

 

MongoDB Cloud는 MongoDB 데이터베이스를 클라우드 환경에서 제공하는 서비스입니다. 

MongoDB Cloud는 MongoDB, Inc.가 제공하는 공식 클라우드 서비스로서, MongoDB를 쉽게 관리하고 배포할 수 있도록 도와줍니다.

이 서비스는 데이터베이스 클러스터를 호스팅하고 관리하며, 사용자는 몽고DB 클라우드를 통해 데이터베이스를 쉽게 설정하고 확장할 수 있습니다.

 

 

클라우드 접속(Free)

https://www.mongodb.com/atlas/database

 

MongoDB Shell 다운로드

https://www.mongodb.com/try/download/shell

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5-1. MongoDB Cloud+Shell  가입&이용

* 가입 시 비밀번호는 자동으로 생성되는걸 기록해두기!

* network Access에서 IP를 0.0.0.0/0 을 입력해주기

설정하는 이유는 몽고디비의 데이터를 구축하고 파이썬이나 다른 언어를 활용하여 연계를 할건데,

파이썬을 만든 프로그램의 IP가 어디있느냐를 묻는건데,

공유기를 사용하거나 하면 IP가 안 잡힐수도있으니 다 열어둡니다.

즉 IP를 활용하여아무나 들어올 수 있도록 설정해줍니다. 

 

*MongoDB Shell

개발자도 원격지에 있기에 접속해야해서 접속tool을 다운로드 받도록 합니다.

링크로 들어가면 본인 컴퓨터에 맞게 셋팅이되어있고 다운로드만 누르면 됩니다.

그 이후 bin 폴더 안에 들어가면 실행파일이 있고 실행을 하면 프롬포트가 나오게 됩니다.

프롬포트에 내가 사용할 경로를 입력해주면 되고 프롬포트에 입력해주면 

'

이 모습이 나오면 정상적으로 나오게 되는겁니다.

 

이후 몽고디비와 연결하기 위해서는 2번 3번의 Install your driver아래에 나와있는 코드를 내가 사용할 연결할 프로그램에

복사, 입력해주면 됩니다.

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6. MongoDB 문법

내 컴퓨터를 통해서 클라우드에 데이터를 넣는것이라서 프롬포트로 데이터를 생성,제거하면 됩니다.

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데이터베이스 확인

show databases

 

 

데이터베이스 생성

*기존에 있다면 그 데이터베이스를 선택해주는 역할합니다.

use aiproject

 

 

컬렉션 생성

-컬렉션은 하나의 자료 덩어리를 의미합니다.

-"user"라고 쓰면 user컬렉션이 됩니다.

-쉽게 말해서 저장폴더가 만들어졌다고 생각하면 됩니다

db.createCollection("user")

 

 

컬렉션 확인

show collections

 

 

데이터 추가

-데이터를 넣을때는 딕셔너리 형태로 넣어주면 됩니다.

-key:value

 

db.user.insertOne({userid: "apple", name: "김사과", age: 20})

-몽고디비는 틀이 정해져있지않고 그냥 값만 있으면 들어갑니다

그래서 동일한 값이나 이름이 있어도 덮어쓰이는것이 아니라 그대로 하나 더 생성이 됩니다.

이렇게되면 같은 이름이나 값은 어떤게 어떤건지 잘 모르기에 MongoDB에서 ObjectId라는것을 자동생성해줍니다. 

 

데이터 조회

#전체조회
db.user.find()

#userid가 apple인사람만 조회
db.user.find({"userid":"apple"})


#ObjectId가 6657174874b992fafecdcdf6인 id만 조회
db.user.find({"_id":ObjectId("6657174874b992fafecdcdf6")})

 

 

데이터 수정

db.user.updateOne({userid: "apple"}, {$set: {age: 25}})

 

 

데이터 삭제

db.user.deleteOne({userid:"apple"})

를 이용하여 데이터를 사용할 수 있습니다.

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7. 파이썬을 활용한 MongoDB

파이썬을 활용한 MongoDB를 이용하기 위해서는 

(저는) 이전에 사용했던 구글코랩을 이용하게됩니다.

위에는 프롬포트of컴퓨터, 현재는 구글코랩을 사용할 수 있는 문법들입니다.

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구글코랩의 파이썬 버전확인

!python --version

버전이 확인되어야 몽고디비에 맞는 파이썬 버전을 선택할 수 있기때문에 확인해야합니다.

 

 

구글코랩에서 드라이브서버 설치

!python -m pip install "pymongo[srv]"==3.11

 

파이몽고, 몽고클라이언트 를 임포트하기.

from pymongo import MongoClient

여기서 만약 설치중 오류가 발생되었다면 선모두 다시시작을 눌러 시작하면 오류가 해결이 됩니다.

 

코랩-몽코디비클라우드 연결

url = 'mongodb+srv://korea:PLph5FCClyaUqSw3@cluster0.vru6slk.mongodb.net/?retryWrites=true&w=majority&appName=Cluster0'
client = MongoClient(url)
print(client)

 

 

database = client['aiproject'] # DB명
collection = database['user'] # collection명

7-1. 데이터 추가하기

user_insert = {'userid':'banana', 'name':'반하나', 'age':25}
result = collection.insert_one(user_insert)
print(f'입력된 데이터 id: {result.inserted_id}')

7-2. 데이터 조회

MongoDB

구글코랩

7-3. 데이터 수정

$set을 이용하여 데이터 수정할 수 있습니다.

변경된 값이 제대로 들어갔다면 변경성공 이라고만 print될 수 있도록 해줍니다.

update_one는 하나만 변경되는 매소드입니다.

user_update = {"userid":"orange"}
new_value = {"$set":{"age":31}}
collection.update_one(user_update,new_value)
print('데이터 변경 성공!')​

MongoDB

7-4. 데이터 삭제

update_one는 하나만 변경되는 매소드입니다. 즉 하나만 삭제가 되는 매소드인거죠.

user_delete = {"userid":"orange"}
collection.delete_one(user_delete)
print('데이터 삭제 성공!')

이렇게 되면 하나는 사라지게 됩니다. 확인은 MongoDB에서 확인할 수 있습니다.

 

*CRUD(Create: 테이블을 생성하거나 insert하는것을 의미함, Read, Update, Delete)

 

이상 데이터베이스 가지고 CRUD(넣고, 빼고, 바꾸고, 지우고)하는것을 해보았습니다.