データベースの仕組みを最初から理解する

データベースは、利用しやすい形に整理して保存されたデータの集合です。例えば、学生番号・氏名・所属学科などを体系的に管理したものがデータベースに当たります。

DBMS（データベース管理システム）は、そのデータベースを作成・検索・更新・保護するためのソフトウェアです。利用者やアプリケーションはDBMSを通してデータを操作します。

関係データベースを管理するDBMSはRDBMSと呼ばれます。一方、データを必ずしも表形式だけで扱わないNoSQL系のデータベースもあります。

関係データベースでは、データをテーブル（表）として扱います。例えば学生テーブルなら、学生一人分の情報が1行にまとまります。

1行分のデータをレコードと呼び、学生番号や氏名のような各列をフィールド（項目）と呼びます。

『表の1行がレコード、表の1列がフィールド』と対応付けておくと、用語を混同しにくくなります。

主キーは、テーブル内の各レコードを一意に識別するための項目です。学生テーブルで学生番号が重複しないなら、学生番号を主キーにできます。

外部キーは、別のテーブルの主キーなどを参照し、表と表の関係を表すために使います。

例えば学生テーブルに学科コードを持たせ、その値を学科テーブルの学科コードへ対応させれば、『この学生はどの学科に所属するか』を表せます。

一つの表に何でも詰め込むと、同じ情報が何度も現れやすくなります。例えば、受講者ごとに『科目コード・科目名・担当教員名』を毎回保存すると、同じ科目名や担当教員名が繰り返し記録されます。

この状態で科目名を変更すると、複数の行をすべて正しく更新しなければならず、一部だけ古い値が残る可能性があります。

正規化は、データの重複や更新時の矛盾を減らすために表を適切に分割していく考え方です。試験範囲の深さは資格で異なり、ITパスポートでは正規化の必要性を理解することが中心で、詳細な正規化手順は問わないと現行シラバスに明記されています。一方、FEでは第1〜第3正規形や関数従属性まで扱います。

選択は、条件に合う行を取り出す操作です。例えば『学科コードがITの学生だけ』を取り出す操作です。

射影は、必要な列だけを取り出す操作です。例えば学生テーブルから『学生番号と氏名だけ』を取り出します。

結合は、関連する複数の表をつないで必要な情報を得る操作です。例えば学生テーブルと学科テーブルを学科コードで結び、学生名と学科名を一緒に表示できます。

トランザクションは、データベースに対する一連の処理を一つの論理的な処理単位として扱う考え方です。

例えば銀行振込では、『A口座から1万円減らす』だけ成功して『B口座へ1万円増やす』処理が失敗すると、全体として矛盾します。そこで、すべて成功したときだけ結果を確定し、途中で失敗した場合は変更を取り消す必要があります。

トランザクションに求められる代表的な性質はACID特性として整理されます。原子性（Atomicity）、一貫性（Consistency）、独立性（Isolation）、永続性（Durability）の4つです。

複数の利用者が同時にデータを更新するときは、排他制御などを利用して互いの処理が不整合を起こさないようにします。

障害が発生した場合に備えて、バックアップやログなどを利用したリカバリも重要です。