関係データベースの解説(基本情報技術者シラバス用語)

目次

関係データベース(RDB)とは

関係データベース(RDB:Relational Database)とは、データを複数の「表(テーブル)」の形式で管理し、その表同士を関連付ける(リレーション)ことで複雑なデータを表現する仕組みです。表は行(レコード)と列(フィールド)で構成されており、直感的に理解しやすいのが特徴です。現在、世の中のほとんどの業務システムやWebサービスで最も広く利用されているデータベースの形態であり、データの整合性(矛盾がないこと)を非常に厳しく保つことができます。

具体例

例えば、ネットショップのデータベースで『顧客ID、名前、住所』が登録された「顧客テーブル」と、『注文ID、注文日、顧客ID、商品名』が登録された「注文テーブル」を用意します。このとき、両方のテーブルに存在する「顧客ID」を共通のキーにして結びつける(関連付ける)ことで、どの顧客が、いつ、何を注文したのかを矛盾なく一括して管理・検索できるようになります。

もう少し詳しく

関係データベース(RDB)は、1970年にIBM社のエドガー・F・コッド(E.F.Codd)博士によって提唱された「関係モデル」に基づいています。これは、データを数学的な「集合論」に基づいて扱うという非常に論理的で画期的な設計でした。関係モデルでは、表や行、列に対して数学的な正式名称が与えられています。

・表:関係(リレーション / Relation)
・行:組(タプル / Tuple)またはレコード
・列:属性(アトリビュート / Attribute)またはフィールド

RDBが他のデータベースモデル(階層型や網型など)に比べて圧倒的に普及した理由は、データの独立性が高く、人間が理解しやすい表形式で整理できることに加え、データの矛盾を防ぐ強力な「整合性制約」を備えている点にあります。

RDBの運用においては、以下の制約ルールがデータの一貫性を保証します。
1. 一意性制約(主キー制約):テーブル内の特定の行を一意に特定できる「主キー」を定め、重複した値を登録させない。
2. 参照制約(外部キー制約):他のテーブルの主キーを参照する「外部キー」を設定し、存在しない親データを指定させない(幽霊データを防ぐ)。
3. 非ヌル制約(NOT NULL制約):名前や金額など、必須となる項目に空値(NULL)が入るのを防ぐ。

さらに、データベースに対する一連の操作を「トランザクション」としてまとめ、ACID特性(原子性、一貫性、独立性、耐久性)と呼ばれる厳格なルールを適用することで、金融システムなどの一分の隙も許されない堅牢なデータ管理を可能にしています。

試験でのポイント

IT試験において、関係データベースはデータベース分野の主役であり、非常に多くの問題が出題されます。

試験対策としての重要ポイントは以下の通りです。
・表形式でデータを表す:「行と列からなる表形式(2次元の表)でデータを表現する」という記述があればRDB(関係データベース)を指します。
・主キーと外部キーの役割:行を特定するための「主キー」、テーブル間を繋ぎ参照整合性を保つための「外部キー」の関係性を理解しているかどうかが問われます。
・演算操作の理解:テーブルから必要な列を抜き出す「射影(しゃえい)」、必要な行を抜き出す「選択(せんたく)」、2つの表を繋ぎ合わせる「結合(けつごう)」という、リレーショナル代数(関係代数)の3大操作の意味とSQL文との対応を必ず覚えておきましょう。

「データを二次元の表形式で表し、表同士を共有の列で関連付けるデータベース方式はどれか」という問題には、迷わず関係データベース(RDB)を選択します。

関連する用語

RDBを操作するための標準言語である「SQL」や、RDBを管理・制御するソフトウェアである「DBMS(RDBMS)」は最も直結する用語です。また、表同士を結びつける「結合(JOIN)」や、データの重複を排除して整理する設計工程である「正規化」、そして関係データベースと対比して使われる柔軟なデータベース総称「NoSQL」も極めて重要な関連用語です。

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