Database Systems
まえがき
現代社会では，情報技術の発展により，膨大なデータが蓄積されている．データを適切に管理し，活用するためには，データベースの知識が必要不可欠である．現在，リレーショナル・データベースは，データベースの中で最も広く利用されている．本講義では，リレーショナル・データベースの基本的な理論と設計方法，SQL言語を用いたデータベース操作を学ぶ．
本書は，法政大学の講義「リレーショナル・データベース」の講義資料である．理論を述べて終わりにせず，学んだモデルをSQLで実際に動かし，最後は自分で設計したデータベースをアプリケーションから操作するところまでを一冊で扱う．
本書の構成
本書は，理論から実装へと順に進む．
リレーショナルモデル． データベースを支える理論を扱う．リレーション，キーと一貫性制約，リレーショナル代数を，集合の言葉で定義する．
データベース設計． 実体関連モデル（ER図）によって対象世界をスキーマに写し，正規化によってその設計を検証する．
SQL． SQLiteを用いて，テーブルの定義から，データの検索・追加・更新・削除，集計，グループ化，結合，副問い合わせまでを扱う．「SQL応用」からは，サンプルデータベース Chinook を題材とする．
アプリケーション開発とデータベース． Pythonの sqlite3 モジュールからデータベースを操作する方法を学び，設計から実装までを一貫して行うプロジェクト演習に取り組む．
Recap． 理論とSQLの総合演習をまとめてある．知識の確認に使うとよい．
章の順序は講義の進行に対応している．後半のSQLは前半のリレーショナルモデルを前提としているため，順に読むことを勧める．
想定する読者と前提知識
データベースを扱った経験のない学部生を対象としている．
数学は集合の初歩のみを用いる．必要な範囲は集合の章にまとめてあるので，不安があれば先に目を通すとよい．
プログラミングの経験は前提としない．SQLは本書の中で一から説明する．Pythonを用いるのは「アプリケーション開発とデータベース」の部だけであり，そこで使う範囲のコードはすべて本文に示す．
演習環境
演習には，Visual Studio CodeとそのSQLite拡張機能を用いる．導入の手順はSQLiteのインストールにある．SQLiteを選んだのは，サーバーの設定が不要で，データベース全体が1つのファイルに収まるためである．
「SQL応用」以降で用いるサンプルデータベースは，chinook.dbからダウンロードできる．Pythonのコードは，Google Colabのブラウザ上でも実行できる．
表記
本書では，内容に応じて次の形式を使い分けている．
定義 は，覚えておくべき用語を与える．例 は，その定義を具体的なデータで確かめるためのものであり，読むだけでよい．どちらも番号がついており，@def-relation のように本文から参照できる．
練習 は，読者が手を動かすためのものである．章末に置いてある．
補足は，次のような囲みで示す．本筋ではないため，読み飛ばしても差し支えない．
SQL文では，SELECT，FROM などの予約語を大文字で書き，文末にセミコロン ; を付ける．SQLは大文字と小文字を区別しないが，本書では読みやすさのためにこの書き方で統一している．
本書について
本書は執筆途中であり，随時更新される．閲覧の際には，最新の内容が表示されるよう，ブラウザを再読み込みしてほしい．
誤字脱字，内容の不備，わかりにくい箇所などを見つけたら，劉子昂まで連絡してほしい．
Email: liu@hosei.ac.jp