데이터베이스 시스템에서 여러 트랜잭션을 동시에 실행하는 것이 왜 필요하며, 이로 인해 발생할 수 있는 문제점과 이를 해결하기 위한 '시리얼라이저빌리티' 개념의 중요성은 무엇인가요?

[Monixc]

데이터베이스 시스템에서 여러 트랜잭션을 동시에 실행하는 것은 성능 향상을 위해 필수적이다. 시리얼 스케줄은 한 번에 하나의 트랜잭션만 실행하기 때문에 입출력(I/O) 작업이 진행되는 동안 중앙처리장치(CPU)가 아무것도 하지 않고 대기하는 비효율이 발생하며, 이는 실질적으로 사용하기 어려운 방식이다. 반면, 여러 트랜잭션의 오퍼레이션들을 겹쳐서 실행하는 논-시리얼 스케줄(interleaving)은 이러한 I/O 작업 중에도 CPU가 다른 트랜잭션의 오퍼레이션을 처리할 수 있도록 하여 동시성을 높이고 같은 시간 동안 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있게 한다. 결과적으로 시스템의 전반적인 처리량과 반응 속도가 향상된다.

그러나 논-시리얼 스케줄은 데이터 일관성 측면에서 문제를 야기할 수 있다. 여러 트랜잭션이 동시에 데이터에 접근하여 쓰기 작업을 할 때, 한 트랜잭션의 변경 사항이 다른 트랜잭션에 의해 덮어씌워져 사라지는 로스트 업데이트(Lost Update)와 같은 이상한 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하고, 동시성을 통한 성능 향상을 추구하면서도 데이터의 정확성과 일관성을 유지하기 위해 시리얼라이저빌리티(Serializability) 개념이 중요하다. 시리얼라이저빌리티는 논-시리얼 스케줄이 마치 시리얼 스케줄처럼 실행된 것과 동일한 최종 결과를 생성하는 속성을 의미하며, 이는 동시성 제어의 핵심 목표가 된다.