はじめに
仕事でExcelのデータ管理からRDBへの移行の提案をする際に上手く説明することができませんでした。
自分の理解力の確認と内容を言語化をする為、自分なりの理解をまとめます。同じように勉強中の方の参考になれば幸いです。
この記事では、データベースとは何かを初心者や非技術者の方にもわかりやすく解説します。
データベースとは
データベース(Database)とは、効率的にデータを保存・管理・検索するためのシステムです。日常的に使うWebサービスやアプリケーションでは、必ずと言っていいほどデータベースが使用されています。
身近な例
Excelで管理されているマスタデータ等がイメージとしては近いと思います。
顧客マスタ.xlsx
| 顧客ID | 顧客名 | 電話番号 | 住所 |
|---|---|---|---|
| C001 | 山田商店 | 03-1234-5678 | 東京都... |
| C002 | 佐藤物産 | 06-9876-5432 | 大阪府... |
| C003 | 鈴木商事 | 052-111-2222 | 愛知県... |
Excelで管理する顧客マスタも広義のデータベースですが、本格的なデータベース管理システム（DBMS）を使うことで、より高度なデータ管理が可能になります。
なぜデータベースが必要なのか
Excelやテキストファイルの限界
小規模なデータならExcelでも問題ありませんが、以下のような課題があります。
1. データ量の問題
- Excelは100万行が限界
2. 同時アクセスの問題
- 複数人が同時に編集すると競合が発生
3. データの整合性
- 同じ顧客情報が複数の場所に存在する
- データの重複や矛盾が発生しやすい
4. 検索速度の問題
- 大量データから特定の情報を探すのに時間がかかる
データベースが解決すること
データベースを使うと、これらの問題が解決できます。
✅ 数億件のデータでも高速に検索できる
✅ 複数人が同時にアクセスしても安全に書き込みができる
✅ 複雑な検索や集計が可能
✅ データの整合性を保証できる
✅ データのバックアップや復旧が容易
データベースの種類
データベースには大きく分けて2つの種類があります。
1. リレーショナルデータベース(RDB)
最も一般的なデータベースで、データを「表(テーブル)」の形で管理します。
特徴
- データを複数の表に分けて保存
- 表同士を「リレーション(関係)」で結びつける
- SQLという言語で操作する
代表的な製品
- Oracle Database: 商用データベースの最高峰、大企業の基幹系システム向け
- Microsoft SQL Server: .NET開発との相性が抜群、Windows環境に最適
- MySQL: オープンソースで無料、Webアプリケーション開発で人気
- PostgreSQL: オープンソースで高機能、SQLの標準により準拠
- SQLite: サーバー不要の組み込み型、モバイルアプリやデスクトップアプリ向け
- Microsoft Access: Office製品の一つ、小規模な社内システムに最適
2. NoSQLデータベース
表形式ではない、より柔軟な形式でデータを保存します。
NoSQLデータベースの製品例と特徴
特徴
- 大量のデータを高速に処理できる
- 柔軟なデータ構造
- スケールアウトが容易
代表的な製品
- MongoDB(ドキュメント型)
- Redis(キーバリュー型)
- Cassandra(列指向型)
この記事では、最も基本的なリレーショナルデータベースを中心に解説します。
データベース管理システム(DBMS)とは
データベースを操作するためのソフトウェアを DBMS(Database Management System) と呼びます。
上記で紹介したMySQL、PostgreSQL、Oracleなどが代表的なDBMSです。
DBMSを使うことで、データの保存・検索・更新・削除といった操作を
効率的かつ安全に行うことができます。
リレーショナルデータベースの基本構造
テーブル(表)
データベースでは、データを「テーブル」という表形式で保存します。
例: usersテーブル
| user_id | name | |
|---|---|---|
| 1 | 田中太郎 | tanaka@example.com |
| 2 | 佐藤花子 | sato@example.com |
| 3 | 鈴木一郎 | suzuki@example.com |
- テーブル: データの塊(上記の場合は「users」)
- カラム(列): データの項目(user_id, name, email)
- レコード(行): 1件分のデータ
複数のテーブルを使う理由
実際のシステムでは、データを複数のテーブルに分けて管理します。
例
usersテーブル(顧客情報)
| user_id | name | |
|---|---|---|
| 1 | 田中太郎 | tanaka@example.com |
| 2 | 佐藤花子 | sato@example.com |
ordersテーブル(注文情報)
| order_id | user_id | product_name | price | order_date |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | ノートPC | 120000 | 2024-01-15 |
| 2 | 1 | マウス | 2000 | 2024-01-20 |
| 3 | 2 | キーボード | 15000 | 2024-01-22 |
↑ このuser_idが、usersテーブルのuser_idと紐づいています
このように分けることで:
- 顧客情報は1回だけ保存すればOK(重複を防ぐ)
- 1人の顧客が複数の注文をできる（order_idの1と2は両方とも田中太郎さん）
- 注文は何件でも追加できる
- メールアドレスの変更があっても、usersテーブルを1回更新すればOK
SQLとは
データベースを操作するための言語を SQL(Structured Query Language) と呼びます。
基本的なSQL操作
1. データの取得(SELECT)
SELECT user_id, name FROM users;
-- usersテーブルのユーザーidと名前を取得
2. データの追加(INSERT)
INSERT INTO users (name, email)
VALUES ('山田太郎', 'yamada@example.com');
-- 新しい顧客を追加
3. データの更新(UPDATE)
UPDATE users
SET email = 'newemail@example.com'
WHERE user_id = 1;
-- user_id=1（田中太郎さん）のメールアドレスを変更
4. データの削除(DELETE)
DELETE FROM users WHERE user_id = 3;
-- user_id=3（鈴木一郎さん）を削除
SQLは、基本どのRDBMSでもほぼ同じ文法で使えます(一部、製品固有の機能もあります)。
まとめ
この記事では、データベースの基礎についてまとめました。
- データベースは大量のデータを効率的に管理するための仕組み
- リレーショナルデータベース(RDB)が一般的
- データは「テーブル」という表形式で保存される
- SQLという言語で操作する
データベースを正しく設計・運用することで、数億件のデータでも高速に検索でき、複数人が同時にアクセスしても安全にデータを管理することができます。
データベース設計については別の記事にまとめます。
次の記事
以下の内容をまとめ予定です。公開次第リンクはります。
- 主キー(Primary Key)と外部キー(Foreign Key) - テーブル間の関係を定義する
- 正規化と非正規化 - データの重複を避ける設計原則
- インデックス - 検索速度を改善する仕組み