データベースとは

学習目標¶

• データと情報の違いを理解する．

• データベースシステムの構成を理解する．

• データモデルの概念を理解する．

• リレーショナルデータベースの特徴を理解する．

• DBMSの主な機能を理解する．

• SQL, NoSQL, DBMS, RDBMSなどの略語を使える．

用語¶

データと情報¶

データ（Data） はコンピューターの処理の対象となる事実．状態・条件などを表す数値・文字・記号．

情報（Information） はある特定の目的について，適切な判断を下したり，行動の意思決定をするために役立つ資料や知識．

データと情報の違い¶

• データは数値・文字・記号などで表現したもの．

• 情報はデータが処理され，意味を持たせたもの．

• 情報は意思決定に役立つ．

データベースシステム¶

データベース（Database） はデータの組織的な集合である．

データベース管理システム（DBMS） はデータベースを管理し，データに対する操作を提供するソフトウェア．

データベースシステム（DBS） はデータベース，DBMS，アプリケーションプログラムの総称．

データモデル¶

データモデル（data model） はコンピューターで，データベースシステムのデータを構造化するパターンである．

代表的なモデル¶

• 階層データモデル

• ネットワークデータモデル

• リレーショナルデータモデル

• オブジェクト指向データモデル

• XMLデータモデル

リレーショナルモデル¶

リレーショナルモデル（relational model） はエドガー・F・コッドが1970年に数学の集合論に基づいて提案したデータモデルで，あらゆるデータがテーブルとして表現される．

リレーショナルモデルの特徴¶

• データモデルが理解しやすい．

• 高いデータ独立性の実現．

• データ操作の非手続き性．

以上の特徴から，リレーショナルモデルはビジネスデータ処理に広く利用されている．

データベース管理システム¶

データベース管理システム（DBMS）はデータベースを管理し，データに対する操作を提供するソフトウェア．

リレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）は，リレーショナルデータベースを管理するDBMSの一種．

DBMSの主な機能¶

• データベース定義機能：スキーマ定義

• データベース操作機能：データの追加，削除，更新，検索

• データベース制御機能：障害回復，同時実行制御

SQLとNoSQL¶

SQL（Structured Query Language） はRDBMSにおいてデータの操作を行うためのドメイン固有言語．NoSQL（Not Only SQL） はRDBMS以外のデータベースを指す用語．非リレーショナルデータベース．

主要なDBMS¶

演習問題¶

練習課題¶

以下の問いに答えなさい．

1. データと情報の違いを説明しなさい．

2. RDBMSを言及した上で，SQLとNoSQLの違いを説明しなさい．

3. データベースシステムの構成要素を説明しなさい．

4. タップル$(1, 2)$ は$(2, 1)$は等しいであるか？その理由を説明しなさい．

5. $\{1, 2, 2\}$は集合であるか？その理由を説明しなさい．

6. $\Omega = \{1, 2, 3\}$, $A = \{1, 2\}$の時，$A$の補集合$A^c$を求めなさい．

7. $A = \{1, 2, 3\}$, $B = \{2, 3, 4\}$の時，$A$と$B$の差集合$A - B$を求めなさい．

8. $A = \{1, 2, 3\}$の時，$A$の冪乗集合$\mathcal{P}(A)$を求めなさい．

9. $A = \{\text{春}, \text{夏}, \text{秋}, \text{冬}\}$, $B = \{\text{花見}, \text{スキー}\}$の時，$A$と$B$の直積$A \times B$を求めなさい．