SQL - RDBMS Concepts

こんにちは、データベース愛好家の皆さん！SQLおよびリレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）の世界に足を踏み入れる興奮的な旅にお連れします。私のようなコンピュータサイエンスの教師（floppy diskが本当にfloppyだった時代を覚えています）は、誰でもコードを書いたことがない人でも理解しやすいようにこれらの概念を分解して説明します。お気に入りの飲み物を手に取り、リラックスして、一緒に深く掘り下げましょう！

RDBMSとは？

RDBMSはリレーショナルデータベース管理システムの略です。これは少し口に合いませんが、データのデジタルな書類 cabinet と考えてください。あなたが物理的な書類をフォルダーやキャビネットに整理するように、RDBMSは大量の情報を構造化された方法で整理し、管理する手助けをしてくれます。

「リレーショナル」的部分は、RDBMS内のデータが他のテーブルに関連付けられるテーブルに保存されている事実に由来します。例えば、大きなパーティを計画しているとします（誰もが好きなものですよね？）。お客様用のテーブル、メニューアイテム用のテーブル、席の配置用のテーブルを持つかもしれません。これらのテーブルはすべてパーティに関連しており、RDBMSはこの情報を効率的に管理し、結びつける手助けをしてくれます。

以下は一般的なRDBMSの例です：

MySQL
PostgreSQL
Oracle
Microsoft SQL Server

これらはそれぞれ独自の味と機能を持っていますが、基本的な原則はすべて同じです。

テーブルとは？

RDBMSの世界では、テーブルが魔法の場です。これはデータベースの基本構成単位です。テーブルをスプレッドシートやグリッドとして考えて、特定の情報を保存する場所です。

以下に、仮のパーティ計画用のシンプルなテーブルを作成します：

CREATE TABLE Guests (
GuestID INT,
FirstName VARCHAR(50),
LastName VARCHAR(50),
Email VARCHAR(100),
AttendingStatus VARCHAR(20)
);

このSQLコードは「Guests」という名前のテーブルを作成します。現在のところ、構文にはこだわらないでください；後で説明します。重要なのは、このテーブルがパーティに招待されたそれぞれのお客様の情報を保存することを理解することです。

フィールドとは？

フィールドはテーブルの列で、特定の情報を保持します。私たちのGuestsテーブルには以下の5つのフィールドがあります：

GuestID
FirstName
LastName
Email
AttendingStatus

各フィールドには名前とデータ型があります。データ型は、そのフィールドにどのような情報が保存できるかを示します。例えば、「GuestID」はINT（整数）で、お客様を識別するための番号を使用します。一方、「FirstName」はVARCHAR（可変長文字列）で、名前は文字で構成されています。

レコードまたは行とは？

レコード、または行は、テーブルの単一のエントリです。すべてのフィールドにわたる1つのアイテムの情報を含みます。私たちのGuestsテーブルでは、単一のレコードは以下のようになります：

INSERT INTO Guests (GuestID, FirstName, LastName, Email, AttendingStatus)
VALUES (1, 'John', 'Doe', '[email protected]', 'Confirmed');

このSQLコマンドはGuestsテーブルに新しいレコードを追加します。以下に分解します：

GuestID: 1
FirstName: John
LastName: Doe
Email: [email protected]
AttendingStatus: Confirmed

各レコードはパーティ計画データベース内の1人のお客様を表します。

列とは？

列は同じ型のデータ値の垂直なセットで、フィールドの別の見方です。フィールドはデータの構造を定義しますが、列は特定のフィールドのすべてのレコードにわたる実際のデータ値です。

例えば、テーブルに100人のお客様がいる場合、\"FirstName\"列は100人の名前を含みます。

NULL値とは？

ああ、NULLは多くの初心者の悩みの種です！NULLは0でも空の文字列でもありません。NULLは…何もありません。データ値の不在を表します。

例えば、ジョン・ドーがパーティに参加するかどうかまだわからない場合、以下のようにレコードを更新します：

UPDATE Guests
SET AttendingStatus = NULL
WHERE GuestID = 1;

これはジョンの参加状況をNULLに設定し、情報がないことを示します。

SQL制約

制約はデータベースパーティのボーイッシュクラブです。データの正確さと信頼性を維持するためにテーブルのデータにルールを適用します。以下に一般的な制約をいくつか見てみましょう：

制約	説明	例
NOT NULL	列がNULL値を持つことができないようにする	`Email VARCHAR(100) NOT NULL`
UNIQUE	列のすべての値が異なるようにする	`Email VARCHAR(100) UNIQUE`
PRIMARY KEY	NOT NULLとUNIQUEの組み合わせ。テーブルの各レコードを一意に識別する	`GuestID INT PRIMARY KEY`
FOREIGN KEY	2つのテーブル間の参照整合性を確保する	`PartyID INT, FOREIGN KEY (PartyID) REFERENCES Parties(PartyID)`
CHECK	列のすべての値が特定の条件を満たすようにする	`CHECK (AttendingStatus IN ('Confirmed', 'Declined', 'Pending'))`

以下に、私たちのGuestsテーブルにいくつかの制約を追加します：

CREATE TABLE Guests (
GuestID INT PRIMARY KEY,
FirstName VARCHAR(50) NOT NULL,
LastName VARCHAR(50) NOT NULL,
Email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL,
AttendingStatus VARCHAR(20) CHECK (AttendingStatus IN ('Confirmed', 'Declined', 'Pending'))
);

これで、私たちのテーブルははるかに強固でデータ入力エラーが少なくなります！

データ整合性

データ整合性とは、データの正確さと一貫性をその生命周期全体にわたって維持することです。これは、レシピの材料が新鮮で正確に計量されていることを確認するのと同じです。

データ整合性には以下の4種類があります：

エンティティ整合性: 各テーブルの行が一意に識別できることを確保します。通常、プライマリーキーを使用して達成されます。
参照整合性: 2つのテーブル間の関係が一貫していることを確保します。外部キーを使用して管理されます。
ドメイン整合性: 列のすべての値が定義されたドメイン（許容される値のセット）に属していることを確保します。
ユーザー定義整合性: ビジネスやアプリケーションに特化した他のルールや制約。

私たちが追加した制約を持つ修正されたGuestsテーブルは、データ整合性の良い例です。

データベースの正規化

データベースの正規化は、部屋を片付けるのと同じで、データを効率的に整理し、重複を排除することです。これは、データベースを正規形に整える一連の方法で、データの重複を減らし、データ整合性を向上させる技術です。

以下に一般的に使用される正規形をいくつか見てみましょう：

第一正規形（1NF）: 各テーブルセルは単一の値を含み、各レコードは一意です。
第二正規形（2NF）: テーブルは1NFであり、すべての非キー属性はプライマリーキーに完全に依存しています。
第三正規形（3NF）: テーブルは2NFであり、すべての属性はプライマリーキーにのみ依存しています。

例えば、パーティの情報を含む単一の「Parties」テーブルを、\"Parties\"と\"Guests\"の2つのテーブルに分けることで、重複を減らし、データベースをより効率的にします。

そして、ここまでがSQLとRDBMSの基本概念です。データベースの学習は旅であり、目的地ではありません。最初は混乱するかもしれませんが、練習と忍耐力でプロのようにデータを管理できるようになります。

このまとめで、コンピュータサイエンスの偉人であるグレース・ホッパーの言葉を思い出しました：「最も危険な言葉は、“いつもこのようにしてきました”です。」ですから、実験をし、間違えをし、これらの概念を自分なりの方法で理解する勇気を持ってください。幸せなコーディングをし、あなたのクエリがいつも期待通りの結果を返すことを祈っています！

Credits: Image by storyset