データベース方式|DBMSの役割・関係モデル・RDBMS・NoSQL【ITパスポート】

ITパスポート試験

ITパスポート 第4部 デジタル技術17-1 データベース方式最終更新 2026-10-18

データベースは、業務のデータを決まった構造でまとめて蓄え、複数の部門やプログラムで共有する仕組みです。データの出し入れは DBMS(データベース管理システム)が受け持ち、データどうしが食い違わないように管理します。

データベースとDBMS

データベースが無いと、データは部門ごとのファイルにばらばらに置かれがちです。営業部の顧客ファイルと経理部の顧客ファイルに同じ顧客の住所が別々に書かれていると、 引っ越しの連絡を受けて営業部だけが直したとき、2つのファイルで住所が食い違います。同じデータがあちこちに重なっていると、どれが正しいのか分からなくなります。

ファイルで持つ場合とデータベースで共有する場合の比較。左=部門ごとにファイルで持つ:営業部・経理部・物流部がそれぞれ自分の顧客データのファイルを持ち、同じデータがあちこちに重なり、1つ直しても、ほかが古いまま。右=データベースで共有する:3つの部門がDBMSを通して1つのデータベースを使う。DBMSのまわりに定義・操作・同時実行制御・障害回復・機密保護の5つの機能。データをまとめて共有し、一貫性はDBMSが保つ。

部門ごとのファイルではなく、1つのデータベースをDBMSを通して共有します。

データベースは、数値や文字列などのデータを、決まった構造で体系的にまとめた集まりです。複数の部門や複数のプログラムが、同じデータベースを共有して使います。 そのデータベースを管理するソフトウェアが DBMS(Database Management System:データベース管理システム)です。 DBMS は、データを構造的に蓄え、その一貫性を保ち、効率よく取り出せるようにします。 データの一貫性を保つ仕事の多くを、データを使うプログラムごとではなく、DBMS がまとめて引き受けます。

DBMSの主な機能

定義 … どんな表に、どんな項目を、どんな決まり(同じ番号の行を2つ作らない、など)で入れるかを定める。DBMS は、定めた決まりに反するデータが入るのを拒む

操作 … データの検索・追加・更新・削除の指示を受け付けて実行する

同時実行制御(排他制御) … 複数の利用者が同じデータを同時に更新しても、矛盾が出ないようにする

障害回復 … 障害が起きても、データを正しい状態に戻せるようにする

機密保護 … 利用者ごとに、データを見る・書き込むなどの権限を与え、許されていない操作を拒む

同時実行制御と障害回復のしくみはトランザクション処理、 検索などの操作の種類はデータ操作の回で扱います。

データモデル ── 階層・ネットワーク・関係

データベースの中で、データとデータのつながりをどんな形で表すかの決まりをデータモデルといいます。代表的なものは次の3つです。

データモデルの3つの形。左=階層モデル:1つの点から下へ枝分かれする木の形で、親は1つだけ。中央=ネットワークモデル:点どうしが網の目のように結ばれ、親を複数もてる。右=関係モデル:見出しの行と複数の行からなる表で、行と列の表で表す。

木の形・網の形・表の形。表の形で表すのが関係モデルです。

代表的なデータモデル

階層モデル … データを親子の木の形で表す。子から見た親は1つだけ。例:会社の下に部、部の下に課

ネットワークモデル(網モデル) … 子が複数の親を持てる、網の目の形で表す

関係モデル … データを行と列からなる表で表す。表どうしは、共通の値を持つ列でつなぐ

階層モデルとネットワークモデルは、データとデータのつながりを、あらかじめ決めた道筋としてデータの間に持たせます。 関係モデルは、つながりを道筋として持たせず、表の中の値(たとえば同じ社員番号)で結びつけます。 そのため、あとから表を組み合わせて、さまざまな切り口でデータを取り出せます。 データを行と列の表で表すのが関係モデルです。 このほかに、データとその扱い方(手続き)をひとまとめにした「オブジェクト」でデータを表すオブジェクトモデル(オブジェクト指向のデータモデル)があり、これに沿ってデータを蓄えるのがオブジェクト指向データベースです。オブジェクトモデルも、データを行と列の表で表すものではありません。 新シラバス案のこの節の用語例は、RDBMS・関係モデル・関係(リレーション)で、中心は関係モデルです。

関係モデルとRDBMS ── 表・レコード・フィールド

関係モデルでは、データを表で表します。この表を関係(リレーション)と呼びます。 「関係データベース」の「関係」は、表と表のつながりのことではなく、表そのものを指す言葉です。

表の部品

表(テーブル・関係・リレーション) … 同じ種類のデータの集まり。例:社員の表

レコード(行・タプル) … 1件分のデータ。社員1人分が1行になる

フィールド(列・属性・項目) … データの項目。社員番号・氏名・部署など。表では縦の1列になる

関係データベースの入れ子の構造。いちばん外側の円柱がデータベースで、表の集まり。中の1つの表は社員の表(表=関係・リレーション)で、列は社員番号・氏名・部署、行は S01・青木・営業 と S02・石井・経理。横1行(S01・青木・営業)がレコード(行・タプル)で、フィールドの集まり。縦1列(氏名)がフィールド(列・属性)。

横の1行がレコード、縦の1列がフィールドです。

社員の表で確かめます。1つのデータベースの中には、社員の表のほかに部署の表や商品の表など、表がいくつも入ります。 社員の表を横に1行ずつ見ると、「S01・青木・営業」のように社員1人分のデータが1件ずつ並んでいます。この1件がレコードです。 そのレコードは、社員番号・氏名・部署という項目ごとの値に区切られています。この項目がフィールドです。 横の1行(1件分)がレコード、縦の1列(1つの項目)がフィールドです。 社員の表に「入社日」を記録したくなったら、表にフィールド(列)を1つ足します。新しい社員が入ったら、レコード(行)を1つ足します。

関係モデルに沿ってデータを管理する DBMS を RDBMS(Relational Database Management System:関係データベース管理システム)といいます。 RDBMS への指示には、ふつう SQL という言語を使い、表からデータを取り出したり、表の中身を変えたりします。

表どうしは、共通の値を持つ列でつながります。社員の表と部署の表に同じ「部署コード」の列があれば、値が同じ行どうしを組み合わせて、社員名と部署名を並べて出せます。 どの列を行の目印(主キー)にし、どの列で相手の表を指すか(外部キー)はデータベース設計、 表から行や列を取り出したり表をつないだりする操作はデータ操作の回で扱います。

ある店では、会員の情報を関係データベースの「会員」表で管理しています。来月から、すべての会員についてメールマガジンを受け取るかどうかも記録することになりました。 表に足すものとして、最も適切なのはどれですか。

関係データベース以外 ── NoSQLとデータウェアハウス

表の形にきっちり当てはめにくいデータや、大量のデータを素早く出し入れしたい場面のために、関係モデル以外の方式のデータベースもあります。 まとめて NoSQL と呼びます(現行シラバス Ver6.5 の用語例です。新シラバス案のこの節には載っていません)。

NoSQLの主な3つの型。左=キーバリューストア:キーと値の組だけを蓄える。例:商品ID → 在庫数。中央=ドキュメント指向データベース:入れ子の文書で1件を蓄え、1件ごとに形が違っても蓄えられるものが多い。右=グラフ指向データベース:点と線でつながりを表し、友達の友達のようにつながりをたどる。

キーと値の組、文書のまとまり、点と線。表の形に当てはめにくいデータを扱う方式です。

NoSQLの主な型

キーバリューストア(KVS) … 「キー」と「値」の組だけを蓄え、キーを指定して値を出し入れする。例:商品IDから在庫数を引く

ドキュメント指向データベース … 1件のデータを、項目を入れ子にできる文書(ドキュメント)のまとまりで蓄える。1件ごとに項目の構成が違っていても蓄えられるものが多い

グラフ指向データベース … データを点(ノード)と、点を結ぶ線(エッジ)で表す。「友達の友達」のように、つながりをたどる処理に向く

NoSQL には、関係データベースのように表の列を前もって決めておかなくても使えるものが多くあります。 どちらが優れているかではなく、データの形と使い方で選びます。

方式ではなく用途で区別される言葉に、データウェアハウス(DWH)があります。 日々の注文や在庫を記録・更新する業務用のデータベースとは別に、複数の業務システムからデータを集めて整理し、過去の分まで蓄えて、分析に使うためのデータベースです。 業務を回すためのデータベースと、分析のためにためるデータウェアハウスは、役割が違います。 新シラバス案では、データウェアハウスはデータベースの節ではなく「データ分析・データ利活用」の分野の「データ基盤」の項目に、データレイク・データマートと並んで載っています。 集めたデータの分析のしかたはデータ分析・データ利活用の回で扱います。

全国に50店舗あるスーパーが、各店のレジの売上データと会員のデータを毎日集めて、過去5年分の売上を地域別・商品別に分析できるようにしたいと考えています。 このために用意するものとして、最も適切なのはどれですか。

まとめ

この回で持ち帰ること

1. データベース=データを決まった構造でまとめた集まり。部門やプログラムが共有し、同じデータをあちこちに重ねない

2. DBMS=データベースを管理するソフトウェア。定義・操作・同時実行制御・障害回復・機密保護で、データの一貫性を保つ

3. データモデル=階層モデル(木の形)・ネットワークモデル(網の形)・関係モデル(行と列の表)

4. 関係(リレーション)=表そのもの。横の1行(1件分のデータ)がレコード、縦の1列(社員番号・氏名などの項目)がフィールド

5. RDBMS=関係モデルのDBMS。指示は SQL で出す

6. NoSQL=キーバリューストア・ドキュメント指向・グラフ指向など。データウェアハウス=業務システムから集めて蓄える分析用のデータベース

この節で解ける公開問題

令和4〜8年度の公開問題のうち、この節の知識で解ける問題は次の2問です。

この節の過去問を続けて解く(2問) →

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出典:IPA「ITパスポート試験 シラバス(案)Ver0.1」(2026年8月31日)、「ITパスポート試験 シラバス Ver6.5」、 「基本情報技術者試験 シラバス Ver9.2」(データベース方式・データベースの応用)。 図の例(社員の表など)は当サイトが説明のために作ったもので、練習問題も当サイトのオリジナルです。

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