プログラミング初心者や、プログラマーを目指して勉強中の方にとって、「データベース」は避けて通れません。現代のシステム開発において、データベースの利用は必須と言えるからです。
しかしデータベースには、用途や特徴が違うものが数多く存在します。未経験者や初心者の方は、データベースの選択に迷ってしまうのではないでしょうか。
この記事では、データベースについて解説するともに、代表的なデータベース・データベース管理システムの概要や、データベースを選ぶ際のポイントについて解説します。
Contents
データベースとは
そもそもデータベースとは、いったいどのようなものなのでしょうか。
データベースとは、各システムで利用されるデータの集合のことです。ここでは、データベースとDBMSの概要について解説します。
そもそもデータベースとは？
そもそもデータベースとは、データの集合を指します。集合と言っても、ただデータを雑多に集めているわけではなく、扱いやすいように一定の形式で整理されたデータの集合を指します。
システム・アプリ開発においてデータベースが利用されるのは、特定の情報を迅速かつ正確に扱いやすくするためです。データの蓄積だけでなく、編集や削除、検索といったデータに対する操作のしやすさも、システムやアプリの性能に大きく影響します。データベースは、大量のデータを扱うシステムやアプリにとってなくてはならない要素なのです。
DBMSとは
「データベース」と混同される言葉として、「データベース管理システム」(DBMS)があります。DBMSとは、データベースを扱うための特殊なシステムのことを指し、データの追加や編集、削除、検索といった処理を担います。DBMSには多くの種類があり、データベースの扱い方や得意とする処理も異なるため、用途や場面に合わせて使い分けることができます。
データベースの種類
データベースは、大きくは3種類に分かれます。ここでは、「リレーショナル型」「階層型」「ネットワーク型」という3種類のそれぞれについて解説します。また、しばしばデータベースの種類と誤解される「NoSQL」についても解説します。
リレーショナル型
「リレーショナル型」データベースは、データを「列」と「行」で管理するデータベースです。Excelの表のような形式に近いイメージのデータベースです。複数の表を関連させ合うことで、複雑なデータであっても柔軟なデータ整理・保管ができるのが魅力です。
複雑なデータを扱える一方で、プログラムも複雑化しやすく、処理速度が遅くなることもあるのがデメリットです。
階層型
「階層型」のデータベースは、データを「ノード」と言われる集まりで管理し、「親子関係」を持った形で蓄積されていくデータベースです。会社の組織図や家系図のような構造をしており、親ノードの下に複数の子ノードが、その子ノードの下にさらに複数の子ノードがつながって、データが蓄積されます。
データ同士の関係が分かりやすいため、特定のデータへのアクセスが速い、というメリットがあります。しかし、複数の親ノードを持つ子ノードを登録したい場合には、親ノード毎に1つずつ子ノードを登録しなければなりません。そのため、データの重複登録が必要で柔軟性が低い、というデメリットもあります。
ネットワーク型
「ネットワーク型」のデータベースは、子ノードが複数の親ノードと結びつくことができます。データが網目状に複雑に結びつくため、ネットワーク型と呼ばれています。
階層型のデメリットであった重複登録は必要なくなりますが、検索が難しいなど、運用には高度な専門知識が必要になります。
NoSQLとは？
しばしば、データベースの一種として「NoSQL」という言葉が使われています。実際のところ、NoSQLはデータベースの一種ではなくデータベース管理システムの一種です。
「NoSQL」とは、「Not only SQL」(あるいは単に「Non SQL」)の略称で、SQLを使わないデータベース管理システムのことを指します。SQLとは、「Structured Query Language」の略称で、リレーショナル型のデータベース管理システムで使われる言語の一種です。この言語を用いてデータベースに対して指示を出し、データの編集や検索、削除といった操作を行います。
NoSQLは、データの取得や格納といった処理性能が非常に高く、柔軟に様々なデータに対応できるという特徴を持ちます。反面、データの整合性を保てなかったり、加工が難しかったり、といったデメリットもあります。
「リレーショナル型」「階層型」「ネットワーク型」はデータベースの種類を指しますが、「NoSQL」はデータベース管理システムの一種、という違いには注意しましょう。
代表的なデータベース管理システム
データベース管理システムには様々な種類があり、それぞれ特徴があります。ここでは代表的なものをご紹介し、それぞれの特徴を解説します。また、2022年10月現在のDBMS利用ランキングにおける各製品の順位も合わせてご紹介します。
PostgreSQL
「PostgreSQL」は、オープンソースのリレーショナル型DBMSです。
拡張性と柔軟性の高さが特徴で、様々なプログラミング言語と相性が良いというメリットもあります。「オブジェクトリレーショナルデータベース」とも言われるように、オブジェクト指向のプログラミング言語で参照・操作できます。DBMS利用ランキングでは第4位で、長期にわたって上位に位置しています。
MySQL
「MySQL」も、PostgreSQLと同じくオープンソースのリレーショナル型DBMSです。
シンプルな機能と、小規模なシステムにも大規模なシステムにも使える汎用性の高さが魅力で、世界中の様々なシステムで利用されています。サポート体制も充実しており、セキュリティにも気を遣いたい場合におすすめです。
個人でも環境を構築しやすいため、開発の勉強の際にもよく使われるDBMSです。需要も高いため、操作を身につけておきたいスキルの1つでもあります。DBMS利用ランキングでは第2位で、様々な業界での需要の高さと汎用性の高さが分かる順位となっています。
Oracle Database
「Oracle Database」は、大手ITベンダーであるオラクル社が販売しているDBMSで、高いシェアを誇ります。大量のデータを高速で処理できる性能の高さや、様々なプラットフォームに対応できる柔軟性が魅力です。
機械学習の利用やセキュリティの強さもポイントで、特に大企業で使われるシステムなど、大規模なシステムに向いたDBMSです。
DBMS利用ランキングでは堂々の第1位で、データベース製品最大手としての信頼性の高さが分かります。
MongoDB
「MongoDB」は、NoSQLのDBMSです。SQLを使わないDBMSで、「ドキュメント志向型」のデータベースに分類されています。
JSONに似たドキュメント形式でデータを管理するため、様々なデータを柔軟に扱うことができるのが特徴です。処理速度が速く、JSONに似た型式でデータを管理するため、外部システムとの連携を簡単にできるというメリットもあります。
DBMS利用ランキングでは第5位で、リレーショナル型以外のDBMSとしては最上位に位置しています。今後も高い需要が見込めます。
Microsoft SQL Server
「Microsoft SQL Server」は、リレーショナル型DBMSの中でも操作性の高さが魅力のDBMSです。マウスだけでも簡単に操作できるため、直感的なデータ管理が可能となります。
Microsoft社が提供している製品のため、セキュリティ強度の高さやWindowsとの相性の良さも魅力です。
有料版も無料版もあるため、用途に合わせて使い分けを検討すると良いでしょう。DBMS利用ランキングでは第3位で、需要の高さが分かる順位となっています。
SQLite
「SQLite」は、コンパクトで軽量なDBMSで、アプリケーションに組み込むことで利用できます。
導入の手間がとても少ないのが特徴で、名前の通り軽量なため、パソコンやスマートフォン用のアプリに向いています。
少ないメモリでも高い処理性能を発揮できるのもメリットの1つです。DBMS利用ランキングでは第10位で、昨年よりも1つ順位を落としています。軽量さが最大の特徴のため、今後もモバイル端末用アプリ等での利用が予想されます。
DB2
「DB2」は、IBM社が提供しているリレーショナル型DBMSです。
1つのインスタンスに対して複数のデータベースを割り当てて切り替えられるのが特徴で、柔軟な環境構築ができます。シンプルながら高いパフォーマンスと自由度の高さが特徴で、特に中小規模のシステムで利用されています。DBMS利用ランキングでは第8位です。
データベースの選び方
多くの種類があるデータベース・DBMSですが、実際のところどのような基準で選べば良いのでしょうか。
1つ目のポイントはコストです。DBMSの中には、オープンソースで導入コストがかからないものもあれば、サポート体制の整った有料のものもあります。もちろん、導入時のコストだけでなく運用コストも考慮しなければなりません。
2つ目のポイントはシステムが扱う業務です。データベースの中には、特定のデータ形式や操作を得意とするものがあります。どのような業務を担うシステムを導入するのか、どのようなデータを扱うのか、といった点を踏まえてデータベースを選ばなければ、そのシステムの性能をフルに発揮することはできません。
データベース・DBMSを選ぶ際には、どのようなシステムを開発したいのか、そして各データベース・DBMSはどのような処理を得意としているのかを把握し、コスト面も考慮して選ぶことが大切です。
初心者や未経験者がDBを選ぶコツ
初心者や未経験者の人は、プログラミング言語を習得する過程で教材などで指定されているデータベースから触る事が多いと思います。もちろん、学習をすすめる上では指定のデータベースを選択されて問題ないと思います。
データベースがどのようなものか、SQLの基礎を学ぶ上でも教材通りすすめることは必要でしょう。
初心者や未経験者はプログラム言語習得後にプログラマーになるべく転職活動をすることとなると思いますが、その際にポートフォリオを作成する人も増えてきています。
習得したプログラム言語で実際にシステムを構築してみて、システム開発の流れを一通り経験されると思いますが、その構築したシステムをポートフォリオに掲載するはずです。
貴方が転職したい企業が使用しているデータベースやプログラム言語を事前調査し、その開発環境で作ったシステムをポートフォリオに掲載すると効果的です。
または、習得したプログラム言語やデータベースの知識を活かせる企業の求人を探すというのもいいでしょう。
まずは貴方がどのような企業に勤めたいのかを明確にして、適したデータベースを習得することが効率的です。
データベースにはWebアプリケーションに適しているもの、大規模な業務アプリケーションに適しているものなどの特徴がありますから、貴方がなりたいエンジニアにマッチしたデータベースを選択するようにしましょう。
まとめ
データベースの種類は多様で、それぞれ特徴があります。「どんなシステムにも最適なデータベース」というものはありません。
各データベースの特徴をおさえ、用途や環境、機能要件や性能要件に合ったデータベースを選択することが重要です。SQLなどのデータベース言語も各データベースによって違いがあるため、注意が必要です。
1つのデータベースしか利用したことがない、というエンジニアは多くありません。複数のデータベースに触れておくことが、キャリアアップのコツでもあります。
