データベース設計

snack

前回はデータベース方式を勉強したっすが、膨大なデータをいきなりテーブルにしてデータベースを作るってことは難しいんすね。

ボキタロー

たしかにそうだよね。ただデータを表にするだけだったら誰も苦労しないよ。

snack

どういった目的で、だれが何のために、どのような情報をどう使うか、といったことなどを考えて設計しないと駄目なんすよ。

データ分析

データベースでは、単にデータ（情報）を保存するだけでなく、それらを効率的かつ有効に活用できることを目的としています。そのためには必要なデータを正確な形式で蓄積することが必要不可欠となります。

そこで、データの質を向上させるために、対象となる業務を分析したうえで、業務で使用するデータの洗出しと整理を行います。このプロセスにおいて、不正確、不完全、重複、または不適切なデータを特定して修正または削除する作業を行いますが、この作業のことをデータクレンジングと呼びます。

snack

このプロセスを正確に行わないと、せっかく蓄積したデータを活用できないといった事態が起こるっすよ。

データベースの設計

E-R図（実態関連図）

データベース設計とは、情報を効率的かつ一貫性のある形で保存・管理・検索するために、データベースの構造を計画・設計するプロセスです。このプロセスにおいては、E-R図（実態関連図）を用いてデータ同士の関連性を整理します。

E-R図は、データベース設計において実体（Entity：エンティティ）とその関係（Relationship：リレーションシップ）を視覚的に表現する図です。

エンティティは管理すべき「もの」や「概念」を表し、リレーションシップはエンティティ同士の関連を表します。また、リレーションシップは「1対1」、「1対多」、「多対多」の多重度をもちます。

データの正規化

関係データベースにおける正規化は、データの冗長性（重複・ムダ）を排除し、データの整合性を保つための設計手法です。データを効率的に管理し、更新・検索時の矛盾を防ぐために使用されます。正規化には内容によって段階が存在します。

次のような正規化されていないテーブル（学生と履修科目の情報）で考えてみましょう。

第1正規形

繰り返しの項目を排除し表の構造をシンプルにするため、すべての列が単一の値で構成されている状態にします。

第2正規形

複合主キーの一部にしか依存しない列を分離し、冗長性を排除します。このテーブルの主キーは学生IDと科目ですが、「学生名」は学生IDにだけ依存していて、科目には関係ありません。このような状態を部分関数従属といい、第2正規形では部分関数従属がない状態にします。

snack

要するに、学生を特定するには学生IDだけあれば十分ということっす。なので、冗長性（ムダ）を排除するために学生情報を分離してやるっすよ。

第3正規形

非キー属性（列）が他の非キー属性（列）に依存している状態を推移的関数従属といいます。

「教員」は「科目」に依存しているため、科目 →教員という推移的関数従属があります。第3正規形では、この推移的関数従属を排除します。

確認○×問題

問1

データベース設計におけるデータ分析で行うこととしては、「必要なデータ項目を洗い出し、項目間の関連を整理する」といったことが挙げられる。

（出典：令和7年度春期分 問95一部改変）

問2

E－R図では、処理手順などのアルゴリズムを図で表記する。

（出典：平成29年度春期分 問87一部改変）

問3

となる。

ここで、E−R図の表記法は次のとおりとする。

aとbが、1対多の関係であることを表す。

（出典：令和3年度春期分 問70一部改変）

問4

関係データベースを構築する際にデータの正規化を行う目的は、データに冗長性をもたせて、データ誤りを検出することにある。

（出典：平成31年度春期分 問92一部改変）

問5

関係データベースで管理された”会員管理”表を正規化して、”店舗”表、”会員種別”表及び”会員”表に分割した。このとき、”会員”表は次のようになる。ここで、表中の下線は主キーを表し、一人の会員が複数の店舗に登録した場合は、会員番号を店舗ごとに付与するものとする。

（出典：令和5年度春期分 問59一部改変）

問6

一つの表で管理されていた受注データを、受注に関する情報と商品に関する情報に分割して、正規化を行った上で関係データベースの表で管理する。ここで、同一商品で単価が異なるときは商品番号も異なるものとする。また、発注者名には同姓同名はいないものとする。

このとき、正規化を行った結果の表の組合せは次のようになる。

（出典：令和6年度春期分 問81一部改変）