DBMS - データモデル
こんにちは、データベースの熱心な志願者たち！データベース管理システム（DBMS）とデータモデルの興味深い世界への旅に一起に踏み出すことができて、とても嬉しいです。多くの経験を積んだ近所の親切なコンピュータサイエンスの教師として、楽しくて理解しやすい方法でこれらの概念を案内します。それでは、始めましょう！
データモデルの紹介
具体的なデータモデルに取り組む前に、簡単な類似を考えてみましょう。巨大な図書館を整理する imagine してください。本はどのように並べますか？ジャンルごと？著者ごと？出版日ごと？この整理システムは、データベースの世界におけるデータモデルと似ています。データを構造化し、表現する方法で、簡単に保存、検索、操作できるようにするものです。
DBMSの分野では、主に以下の2つのデータモデルに焦点を当てます：
- エンティティリレーションシップモデル
- 関係モデル
それぞれ詳しく見ていきましょう。
エンティティリレーションシップモデル
エンティティリレーションシップモデルとは？
エンティティリレーション（ER）モデルは、データベースの青写真を作成することに似ています。高水準の概念的データモデルで、エンティティ、属性、リレーションシップを使用してデータベースの構造を記述します。
主要なコンポーネント
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エンティティ：エンティティはデータベースの名詞と考えられ、実際の世界のオブジェクトや概念を表現します。例えば、学校のデータベースでは、「生徒」、「教師」、「科目」がエンティティとして含まれるかもしれません。
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属性：これらはエンティティのプロパティや特性です。例えば、「生徒」エンティティの属性には、「学生ID」、「名前」、「生年月日」が含まれるかもしれません。
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リレーションシップ：これらはエンティティ間の結びつきを示します。例えば、「生徒」は「科目」に「登録」することができます。
ER図
ER図はこれらのコンポーネントの視覚的な表現です。学校のデータベースのための簡単なER図を作成してみましょう：
[生徒] ---- 登録する ---- [科目]
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StudentID CourseID
名前 科目名
生年月日 単位数この図は、「生徒」が「科目」に登録し、両エンティティがそれぞれの属性を持つことを示しています。
カーディナリティ
カーディナリティは、2つのエンティティ間の関係の数値的属性を定義します。一般的なタイプには以下のものがあります：
- 一対一（1:1）
- 一対多（1:N）
- 多対多（M:N）
私たちの例では、「生徒」と「科目」の関係は多対多で、生徒は複数の科目に登録し、科目は複数の生徒を持つことができます。
関係モデル
関係モデルとは？
今度は青写真（ERモデル）から実際の建設に移りましょう。関係モデルは、図書館の棚を建てることに似ています。データをテーブル（関係）に整理し、行（タプル）と列（属性）に分けます。
主要なコンポーネント
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テーブル（関係）：これらは関係モデルの核で、各テーブルはERモデルのエンティティや関係を表現します。
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列（属性）：これらはERモデルの属性に対応します。
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行（タプル）：テーブルの各行はエンティティの特定のインスタンスを表現します。
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主キー：テーブルの各行を唯一に識別するもの。
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外部キー：他のテーブルの行を唯一に識別するフィールド。
例：生徒テーブル
ERモデルに基づいて生徒テーブルを作成してみましょう：
| 学生ID | 名前 | 生年月日 |
|---|---|---|
| 1 | ジョン・ドー | 1998-05-15 |
| 2 | ジェーン・スミス | 1999-02-20 |
| 3 | ボブ・ジョンソン | 1997-11-30 |
SQL：テーブルの作成とクエリ
それでは、SQL（構造化クエリ言語）を使用してこのテーブルを作成し、クエリを実行してみましょう：
-- 生徒テーブルを作成する
CREATE TABLE 生徒 (
学生ID INT PRIMARY KEY,
名前 VARCHAR(50),
生年月日 DATE
);
-- 生徒テーブルにデータを插入する
INSERT INTO 生徒 (学生ID, 名前, 生年月日)
VALUES (1, 'ジョン・ドー', '1998-05-15'),
(2, 'ジェーン・スミス', '1999-02-20'),
(3, 'ボブ・ジョンソン', '1997-11-30');
-- 生徒テーブルからデータを検索する
SELECT * FROM 生徒;このコードを分解してみましょう：
-
CREATE TABLE文は、私たちの生徒テーブルの構造を定義します。 -
INSERT INTO文は、テーブルにデータを追加します。 -
SELECT文は、生徒テーブルからすべてのデータを取得します。
関係モデルにおける関係
私たちの「生徒」と「科目」の多対多関係を思い出してください。関係モデルでは、中間テーブルを作成してこれを扱います：
CREATE TABLE 登録 (
学生ID INT,
科目ID INT,
登録日 DATE,
PRIMARY KEY (学生ID, 科目ID),
FOREIGN KEY (学生ID) REFERENCES 生徒(学生ID),
FOREIGN KEY (科目ID) REFERENCES 科目(科目ID)
);この「登録」テーブルは、私たちの「生徒」と「科目」テーブルを結びつけ、多対多関係を表現します。
結論
そして、皆さん！私たちはエンティティリレーションモデルを通じてデータベースの概念的な青写真を作成し、関係モデルでそれを実現しました。図書館を整理することのように、データベースを構造化することは、情報を簡単に保存、検索、利用できるようにすることすべてです。
このまとめを迎えるにあたり、ある生徒が私に言った言葉を思い出します。「データベースは退屈な表計算だと思っていましたが、今は魔法の知識の宝庫のように感じます！」このチュートリアルが、データモデルとDBMSの世界に対して同様の興奮をあなたにもたらすことを願っています。
続けて練習し、好奇心を持ち続け、データベースの楽しみを享受してください！
Credits: Image by storyset