LINEで現役エンジニアに直接質問してみよう!登録無料

データベース(DB)とは?初心者にも分かりやすく図解で基礎から解説する

プログラミング初心者が理解しづらいもの1つとして「データベース」があります。

  • データベースがそもそも何か?
  • どんな役割で何をしているものか?
  • データを集めているだけなら、普通のファイルでもいいじゃん?
  • なんでそんなに大それたシステムを使わないといけないんだ?

そんな疑問から、理解するのが面倒で学習が後回しになったりしている人もいるのではないでしょうか?

この記事では、データベースのことについて全体的に広く浅く学べるように解説します。

データベース(DB)とは?

データベース(DB)とは、アプリケーションで利用するデータを格納したり読み出したりするソフトウェアです。 データを操作には、
  • データの作成(Create)
  • データの読み取り(Read)
  • データの更新(Update)
  • データの削除(Delete)
の4つ種類があり、これらの頭文字をとって「CRUD(クラッド)」と呼ばれています。 「CRUD」をする方法にはソフトウェアにより様々です。後に解説しますが、RDBMSと呼ばれるデータベースには、SQLという言語が使われます。

データベース(DB)を使う理由

「データベース」とは、文字通りデータを貯めて、管理しておく場所やシステムのことです。 データベースを使う理由は3つあります。

  • データを一元的に管理することができる
  • データが何処にあるのか検索することができる
  • データを複数人で編集しても、どれを反映するべきかコントロールできる

データを一元的に管理することができる

データベースを使うと情報が1箇所に集まるので、一元的に管理しやすくなります。

  • とある文字を別の文字に修正したい
  • 情報を分割して管理の方法を変えたい
  • 新しい情報の項目が増えたから拡張したい

運用していくと、このような問題がいろいろと出てくるものです。もし、データベースがなければ、データの保存されたファイルそれぞれに修正を施さなくてはなりません。 修正を行う専用のプログラムを書いたりする現場も出てくるでしょう。会社や部署によっては管理方法が全く変わっているかもしれません。 決まった方法や手順をすれば、1発で修正可能だったらとってもいいと思いませんか?

データベースならば、「SQL」と言われる言語を使えば、一発で修正が可能になります。SQLとは、データベースを操作するために作られた言語で、RDBMSを呼ばれる種類のデータベースならば、共通で使うことが出来ます。

これならば、管理者が変わったとして引き継いて管理しやすくなりますよね

データが何処にあるのか検索することができる

データベースを使うと、専門家の考えたデータ管理法が実装されているので、短い検索時間で目的のデータを見つけることが出来ます。

データベースには「データを保存するだけでなく、必要なデータをすばやく取り出す事」も求められます。すばやく見つけるには、データの並べ方が非常に重要です。 例えば、図書館では本が理路整然と並べられていますよね。良い並べ方だとすばやく目的の本を見つけることが出来ます。逆にめちゃくちゃだといつまでたっても見つけることは出来ません。

この並べ方には専門家が考えたアルゴリズム「B+tree」と呼ばれる方法が使われています。 データ量は若干大きくなりますが、検索性能が格段に上がるように設計されています。

このように、専門家が考えた手法を取り入れながら、毎日データベースは高速化・改善されています。

データを複数人で編集しても、どれを反映するべきかコントロールできる

データを管理していると厄介なことがあります。それは「複数人で同じデータを編集すると、誰かのデータが破壊される」といった問題です。

ブログデータや画像データならば、再編集したり再アップロードすればよいのですが、「お金」に関わる計算だと一切許されなくなります。 同じ銀行口座を同じタイミングでATMから現金を引き出した場合どうなるのか?データベースを使わない管理の場合、大きな問題ですが、残高がマイナスになってしまうケースもあります。

しかし、データベースを使えば、「一定時間そのデータは閲覧&編集が1人しか出来ないようにする」という制限を設けることで、このような問題を回避することが出来ます。

データベースの種類

データベースは大きく分けて2種類あります。

  • RDBMS(リレーショナルデータベースシステム)
  • NoSQL

RDBMS(リレーショナルデータベースシステム)

一般的に「データベース」と呼ばれればこちらの事を指します。 その中でも一番有名で一番使われているのが「MySQL」と呼ばれるデータベースです。

代表的なデータベースには、下記のような種類があります。

MySQL

世界で最も有名なオープンソースデータベースで、基本的に無料で使うことが出来ます。 長年使われてきたことや、大企業でよく採用されていることから、信頼性も高いです。

PostgreSQL

MySQLと同じオープンソースデータベースです。MySQLの次に人気があり、商用データベースで持っているような機能を使うことが出来ます。 関数や機能がとても豊富で、それらの機能を使って運用したい場合に使われます。

SQLite

単一のファイルにデータを保存して管理する軽量なデータベースです。サーバーにインストールして使用するのではなく、ソフトウェアやアプリケーションに組み込んで使用することを想定して開発されています。

Android端末に標準ライブラリとしても採用されています。

NoSQL

RDBMSとは異なり、jsonに似た形式でデータを保存するデータベースです。RDBMSの特徴であるSQL言語を使わないデータベースで、データの整合性(データの正しさ)よりも、データの高速処理に重点をおいて開発されました。

ここでは説明を省きますが、最も有名なものとして「MongoDB」があります。

データベースは「MySQL」を使うべき!

MySQLは世界で最も使われ、最も有名な「データベースシステム」です。「データベースと言えば、MYSQL」と呼ばれるくらいです。

大量のデータを取り扱っても性能低下しづらく、「レプリケーション(ミラーコピー)」など基本的な機能を備えています。また、GoogleやFacebookで多くの採用実績があり、ちゃんとした性能が発揮し続けられることが、常に証明されています。

Webアプリケーションを作成する場合、フレームワークを使うのが普通です。そのフレームワークの標準データベースはほぼ全てでMySQLを採用しています。

「データベースについて学びたい!」「Webエンジニアになりたい!」と思っている人は、真っ先にMySQLを学ぶべきです。

データベースを学ぶために必要な項目3つ

データベースについて学ぶ項目には、大きく分けて3つあります。

  • データベースの設計
  • テータベースの管理
  • データベースの運用

「データベースの設計」は、「データをどのように整理し格納するのかを設計すること」。 「データベースの管理」は、「しっかりと性能が発揮できるようにデータベースサーバーをメンテナンスすること」。 「データベースの運用」は、「実際にデータを出し入れする適切なSQLを作成すること」。 です。

この中で一番重要度が高いのが、「データベースの設計」です。なぜなら、どのような設計をするかによって、管理や運用の方法が分かってくるからです。一番基礎の部分に該当します。

ここであなたは、このように思っているのではないでしょうか?「じゃあ、データベースの設計について勉強してそれから管理、運用を勉強すればいいんだな」と。

実は、この方法では途中で挫折してしまう人がほとんどなのです。なぜなら、データベースの設計を実践してみるには、管理や運用の理解も必要ですし、管理や運用を実践したければ設計の理解が必要になる。という矛盾があるからです。なので、まんべんなくデータベースのことについて学んでいく必要があります。

早くデータベースのことについて学びたければ、スクールに通ったほうが良い

今ではオンラインで、プログラミングについて学べるスクールが数多くあります。

料金は高いですが、講師と一緒に少ない時間でステップアップすることができます。代表的なスクールが下記です。

まとめ

データベースとは、「CRUD」を使ってデータを格納したり取り出したり出来るソフトウェアです。 高速に動作し、データのバックアップも容易で、対障害性も高いので、世界中で利用されています。

世界中で最も有名で使われているのは「MySQL」です。

データベースを学ぶには、「データベースの設計」「テータベースの管理」「データベースの運用」の3つについて同時に理解する必要があり、初心者には敷居が高いので、スクールに通った方が効率的です。

この記事を書いた人

自身がプログラミングを独学で勉強し始めて躓いた経験を元に、これから勉強をする人に向けに「イラスト多めでわかりやすい記事」にこだわって情報を発信しています。

現在はフルスタックエンジニアとしてサービス開発などのお仕事をしています。