実務でデータベース設計に関わる機会があったため、個人的な忘備録としてのまとめです。
データベース設計の基礎について何回かでまとめていけたらと思ってます。
わかりにくい部分などあるかと思いますが、何卒大目に見て頂ければ幸いです。
学習した教材
- はじめてのテーブル設計・データベース設計【わかりやすい解説 + 身近なテーマでレッスン】
データベースとは
データを入れておく箱みたいなものです。
もう少し詳細に説明すると、データベースには大きく２つの役割があります。
1. データの保存
2. データの使用
です。データベースは、
大量の情報を保存することができる →（データの保存）
保存された情報に効率よくアクセスできる仕組みがある → (データの使用）
といった役割があります。
ECサイトやSNSなど、
データを扱うWebサービスの裏側には、ほとんどの場合データベースが存在しています。
データベースの種類
データベースは下記のような種類があります。
- リレーショナルデータベース（RDB)
- グラフ型データベース
- キー・バリュー型データストア
- ドキュメント指向データベース
一般的にデータベースと言われているものは、
大抵の場合リレーショナルデータベース（RDB）を指していることが多いです。
なぜデータベースに効率よくアクセスできるのか？
保存された情報に効率よくアクセスできる仕組みがある
と記載しましたが、
「なぜ効率よくアクセスできるのか？」というと、
データベースマネジメントシステム（DBMS）があるからです。
リレーショナルデータベース（RDB）の場合は、
リレーショナルデータベースマネジメントシステム（RDBMS）
と呼ばれるものになり、図で表すと下記のような感じです。
私たちがデータベースへアクセスする際は、
- RDBMSへSQLを発行する
- RDBMSがRDBへアクセスし、データの操作や取得を行う
- 操作の結果や取得したデータを、ビューとして表示する
といった仕組みになっています。
代表的なRDBMSとして、
- Oracle
- MySQL
- PostgreSQL
- SQL Server
- SQL Lite
などがあります。
データベース設計とは
では、データベース設計とはなにか？
WEBサービスやシステム開発のひとつのプロセスで、
データベースに保持するデータに関する設計
を行うことです。そのまんまですね。
データベース設計は、
システムの拡張性やパフォーマンスに影響が大きいため、開発において極めて重要なプロセスです。
WEBサービスやシステム開発のプロセスは以下のような流れになっており、
- 要件定義（何を作るか）
- 設計（どう作るか）
- 開発（実装）
- テスト（期待通りに動くか）
データベース設計は「2. 設計（どう作るか）」に該当します。
参考までに設計のプロセスの中にも以下のようなものがあります。
- データベース設計（データを保持について考える）
- アプリケーション設計（提供機能を決める）
- インターフェース設計（使用画面などを決める）
など
またDBの種類ごとに、DB設計のやり方は異なりますが、
この記事では、主にリレーショナルデータベース（RDB）の設計について記載しています。
- リレーショナルデータベース（RDB)
- グラフ型データベース
- キー・バリュー型データストア
- ドキュメント指向データベース
３層スキーマ
データベース設計を行う上で、３層スキーマについても理解しておく必要があります。
スキーマとは、「構造」や「枠組み」といった意味です。わかりづらいですね。
データベースは、
- 外部スキーマ（ユーザーから見たデータベース、ビュー）
- 概念スキーマ（開発者から見たデータベース、テーブル）
- 内部スキーマ(DBMSから見たデータベース、データの物理的配置）
の３層のスキーマから構成されています。
３層のスキーマのイメージは下記のような感じです。
ここで押させておきたいのは、
外部スキーマと内部スキーマが直接関連していないということです。
外部スキーマと概念スキーマ
より理解を深めるために、外部スキーマと概念スキーマを関連性について考えてみます。
SQL（SELECT文）によってテーブルからビューを取り出すことができます。
概念スキーマと内部スキーマ
次に概念スキーマと内部スキーマの関連性について考えてみます。
データファイルをテーブルという人間が扱いやすい形に変換しています。
データベースにアクセスする際は内部スキーマのデータから情報を取得する必要があります。
その際内部では、
概念スキーマと内部スキーマの関連性においては、
→ データファイルに入っているデータを人間が扱いやすい形（テーブル）に変換
外部スキーマと概念スキーマ関連性においては、
→ 変換されたテーブルからSQLによってデータを取得
といったことが内部で行われているということですね。
なんとなく理解できたようで、理解できてない感じがしてますが笑
今回の記事では一旦ここまでです。
また別の記事で、
- 論理設計と物理設計
- ３層スキーマとデータ独立性
などについてまとめていきたいなーと思います。