DBMSと3層スキーマ

3つは、データベースを使う順番に並んでいます。

1. まず枠組みを決める（定義）——どんな表を作り、どんな列を持たせるか

2. 次にデータを出し入れする（操作）——検索、登録、変更、削除

3. そして安全に保つ（制御）——同時に使われても壊れないように、障害が起きても戻せるように

④ 3つの機能とこの章の構成

この章の各節は、DBMSの3つの機能を順に掘り下げていく構成になっています。いま学んでいる内容が3つのどれにあたるかを意識すると、迷子になりません。

⑤ 代表的なDBMS

第2章のオープンソースの節で見たとおり、DBMSにはさまざまな製品があります。

第2章で学んだLAMP（Linux＋Apache＋MySQL＋PHP等）の「M」がMySQLであり、これがDBMSにあたります。データベース連動型のWebサイトを支える中核部品です。

これらは業務そのものではない

在庫管理システムを作るときに解きたい問題は「在庫をどう管理するか」であって、「排他制御をどう実装するか」ではありません。しかも排他制御は、正しく作るのが非常に難しい部分です。

本質でない部分を任せて、本質に集中する——DBMSというミドルウェアの価値は、この一点に集約されます。第2章でミドルウェアを学んだときと同じ結論です。

中小企業への助言という観点から

「表計算ソフトで管理していた在庫をシステム化したい」という相談があったとき、DBMSを使う意味を説明するなら次のようになります。

「データベース＝大量のデータを入れる箱」ではない

DBMSの本質は、容量ではなく、整合性と同時利用の保証にあります。この理解があると、第3節以降のトランザクションや同時実行制御の学習が「なぜそれが要るのか」という納得を伴ったものになります。

確認してみましょう

> 次の記述の正誤を判定せよ。

> a　DBMSはデータベースを管理するためのミドルウェアである。

> b　DBMSの機能には、データベース定義、データベース操作、データベース制御がある。

> c　データベース制御では、データの検索、登録、変更、削除などの各種操作を行う。

解答　a：○　b：○　c：×

• c：×……検索、登録、変更、削除はデータベース操作の内容です。データベース制御は、データの整合性確保（同時実行制御）や障害回復（ロールフォワード／ロールバック）を行います。

④ 3つの層を並べ替えて理解する

上から下へ、人間に近い側から機械に近い側へ並んでいます。

⑤ なぜ3つに分けるのか

ここが理解の要です。

> 3階層でデータベースを設計することで、各スキーマで表現されるデータの独立性が維持できるので、帳票のスタイルの変化があった場合でも、それぞれの変化が他の階層の設計に影響を与えない効果があります。

具体的に考えてみましょう。

もし1層しかなければ

帳票のレイアウトを変えるたびに、データの保存の仕方まで見直すことになります。「請求書に消費税の内訳欄を追加したい」という小さな要望が、データベース全体の作り直しにつながりかねません。

3層に分けておけば

変更の影響を層の中に閉じ込める——これが3層スキーマの狙いです。

⑥ データの独立性

3層スキーマが実現しているものを、2つの独立性として整理することもあります。

この2つの独立性という言葉は、試験で直接問われることは多くありませんが、「なぜ3層なのか」を説明する言葉として知っておくと理解が深まります。

↓ 射影（受講生名と教室）

行数は変わらず、列だけが減っていることに注目してください。縦に切り取る操作です。

③ 選択

対象となる表から指定された条件を満たす「行」のみを出力します。

例

同じ表から、教室が水道橋の行だけを取り出します。

↓ 選択（教室が水道橋）

列はそのままで、行だけが減っていることに注目してください。横に切り取る操作です。

④ 射影と選択の見分け方

この2つは、名前と動作が結びつきにくいため、取り違えが頻発します。

もうひとつ確実なのは、SQLの構文と結びつける方法です。

```

SELECT 受講生名, 教室 ← ここが射影（列を選ぶ）

FROM 受講生

WHERE 教室 = '水道橋' ← ここが選択（行を選ぶ）

```

SQLを1つ書いてみれば、どちらがどちらか迷いません。第5節でSQLを学んだあとに、この対応を確認しておきましょう。

⑤ 結合

複数の表に含まれる共通の「列」の内容によって表を結びつけます。

例

2つの表があるとします。

表：受講生

表：教室

↓ 結合（表：受講生と表：教室）

共通する「教室」の列の値を手がかりに、2つの表がつながりました。

⑥ 結合が支えているもの

結合ができるからこそ、データを複数の表に分けて持つことができます。

もし結合ができなければ、受講生の表に担当者名まで書いておくしかありません。すると、水道橋の担当者が鈴木から別の人に変わったとき、該当する行をすべて書き換えることになります。書き換え漏れがあれば、データが食い違います。

表を分けて結合でつなぐ設計にしておけば、教室の表の1行を直すだけで済みます。この考え方を突き詰めたものが、第6節で学ぶ正規化です。

結合は、正規化された表を元の形に戻す操作——そう捉えると、2つの論点がつながります。