①データの整合性の保持
②データベース設計スキル
③問題解決能力
学びの過程は、新しい発見や視野の広がり、さらにはそれ
らがもたらす実益と直結しています。
2
アウトライン
1. リレーショナルデータベースの
概要と重要性
2. 冗長なデータの問題点
3. 異状
4. 正規化
5. テーブルの分割と結合
3
3-1. リレーショナルデータ
ベースの概要と重要性
4
データベースとは
5
データベースは、特定のテーマや目的に従って収集され
た大量のデータ
取引
計測
データ収集
記入
データベース
撮影 データ保存
銀行、商店、交通機関、電話会社などさまざま
リレーショナルデータベースの仕組み
•データをテーブルと呼ばれる表形式で保存
•テーブル間は関連で結ばれる。複雑な構造を持ったデータ
を効率的に管理することを可能に。
6
関連
テーブルと属性
7
テーブル
「ID」と「商品名」と「単
価」の属性
テーブル名：商品
ID
商品名
単価
1
みかん
50
2
りんご
100
3
メロン
500
8
データベースの構築手順
テーブル定義
「こういうテーブルを使い
たい」と設定するだけなの
で、テーブルは空
データベース
生成
※ 最初，デー
タベースは空
データ追加
データベース
設計
ID 購入
者
商品
ID
数量 ID 購入
者
商品
ID
数量
1
X
1
10
2
Y
2
5
ID 名前 単価
1
みかん
50
2
りんご
100
3
りんご
150
ID 名前 単価
リレーショナルデータベースの重要性
1. データの整合性: リレーショナルデータベースは、デー
タの整合性を保持するための機能を有する。これにより、
誤ったデータや矛盾したデータが保存されるのを防ぐこ
とができる。
2. 柔軟な問い合わせ（クエリ）能力: リレーショナルデー
タベースのSQL（Structured Query Language）の使用に
より、複雑な検索やデータの抽出が可能になる。
3. トランザクションの機能: 一連の操作全体を一つの単位
として取り扱うことができる機能。これにより、データ
の一貫性と信頼性が向上する。
4. セキュリティ: アクセス権限の設定などにより、セキュ
リティを確保。
データの安全な保管、効率的なデータ検索・操作、ビジネス
や研究の意思決定をサポート。 9
3-2. 冗長なデータの問題点
10
冗長なデータ
11
このバスは運賃１０００円です
このバスは運賃１０００円です
冗長なデータ ＝ データベースとしては NG
「更新の際、すべての個所を更新しないといけない」
などの問題がある
名前
昼食
料金
A
そば
250
B
カレーライス
400
C
カレーライス
400
D
うどん
250
冗長なデータ
冗長なデータは、データベース内で不必要に重複し
て保存されるデータを指す。
12
•そばは、２５０円
•カレーライスは、４００円
•うどんは、２５０円
•Aさんはそばを食べた
•Bさんはカレーライスを食べた
•Cさんはカレーライスを食べた
•Dさんはうどんを食べた
冗長なデータ
冗長なデータの問題点
•データの更新の際、全ての重複箇所を更新しなければなら
ず、それが漏れるとデータの不整合が生じる。（更新によ
る不整合）
•データベースのサイズが不必要に増大。
•データの検索やクエリの実行速度が遅くなる可能性。
13
冗長なデータの更新
14
名前
昼食
料金
A
そば
250
B
カレーライス
400
C
カレーライス
400
D
うどん
250
更新
350
カレーライスが
400円から 350円に値下げ
「400」をすべて「350」に変更
350
名前
昼食
料金
A
そば
250
B
カレーライス
400
C
カレーライス
400
D
うどん
250
正規化前の問題
15
更新
350
カレーライスが
400円から 350円に値下げ
昼食の値段が１つのはずなのに、
350, 400 の違った値段の記録が
あり、不整合がある
「400」をすべて「350」に変更
する必要があるが、変更を間
違ったとする
冗長なデータの例①
生徒の名前、生徒が所属するクラス、教科、成績を記録する
テーブル
16
生徒名
クラス
教科
成績
田中
3
年A組
数学
85
田中
3
年A組
英語
90
佐藤
3
年B組
数学
88
佐藤
3
年B組
英語
92
「生徒名」と「クラス」の情報
が冗長に繰り返されている
冗長なデータの例②
17
会計ーA，窓口ーBが複数個所にあ
るのが冗長
ここまでのまとめ
冗長なデータの定義
不必要にデータベース内で重複して保存されるデータ
冗長なデータにより生じる主な問題
•更新時の不整合：全ての重複箇所を更新しないとデータの
不整合が生じる。
例：書き換え漏れにより、朝食の値段が350円と400円の2つ
の異なる価格で記録。不整合が生じている。
18
演習．冗長なデータ、デー
タの不整合
【トピックス】
①冗長なデータの発見
②データの不整合の確認
19
①冗長なデータの発見
•「商品注文データベース」の「注文」テーブルです。顧客名、
住所、商品名、価格、購入日などの属性があります。
•同じ顧客からの異なる注文で顧客名や住所が繰り返し登録さ
れていることを確認してください。それはどこですか？
| 注文ID | 顧客名 | 住所 | 商品名 | 価格 | 購入日 |
|-------|----------|--------------------|---------|-------|------------|
| 1 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| 2 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 冷蔵庫 | 100000| 2023-10-02 |
| 3 | 山田花子 | 大阪府北区2-2-2 | 洗濯機 | 30000 | 2023-10-03 |
| 4 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 掃除機 | 15000 | 2023-10-04 |
20
ヒント
•まず、顧客名の列を順に見て、同じ顧客名が複数回出現するかどう
かを確認します。
•次に、同じ顧客名の行を見て、住所が同じであることを確認します。
•顧客名や住所が複数回登録されている場合、そのデータは冗長であ
ると言えます。
| 注文ID | 顧客名 | 住所 | 商品名 | 価格 | 購入日 |
|-------|----------|--------------------|---------|-------|------------|
| 1 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| 2 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 冷蔵庫 | 100000| 2023-10-02 |
| 3 | 山田花子 | 大阪府北区2-2-2 | 洗濯機 | 30000 | 2023-10-03 |
| 4 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 掃除機 | 15000 | 2023-10-04 |
21
解答例
注文ID 1, 2, 4において、顧客「田中太郎」の住所「東京都中央
区1-1-1」が繰り返し登録されています。これは冗長なデータ
です。
| 注文ID | 顧客名 | 住所 | 商品名 | 価格 | 購入日 |
|-------|----------|--------------------|---------|-------|------------|
| 1 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| 2 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 冷蔵庫 | 100000| 2023-10-02 |
| 3 | 山田花子 | 大阪府北区2-2-2 | 洗濯機 | 30000 | 2023-10-03 |
| 4 | 田中太郎 | 東京都中央区1-1-1 | 掃除機 | 15000 | 2023-10-04 |
22
②データの不整合の確認
•在庫管理データベースです。商品の価格情報が、商品テーブルと注文履歴
テーブルの2つの場所に保存されています。
•価格の不一致はどこで起きていますか？
商品テーブル
| 商品ID| 商品名 | 価格 |
|-------|---------|-------|
| 1 | テレビ | 50000 |
| 2 | 冷蔵庫 | 100000|
| 3 | 洗濯機 | 30000 |
注文履歴テーブル
| 注文ID| 商品ID| 商品名 | 価格 | 注文日 |
|-------|-------|---------|-------|------------|
| A | 1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| B | 2 | 冷蔵庫 | 95000 | 2023-10-02 |
| C | 3 | 洗濯機 | 31000 | 2023-10-03 | 23
ヒント
商品テーブルと注文履歴テーブルの同じ商品IDに基づいて、価格の一致を確
認します。
商品テーブル
| 商品ID| 商品名 | 価格 |
|-------|---------|-------|
| 1 | テレビ | 50000 |
| 2 | 冷蔵庫 | 100000|
| 3 | 洗濯機 | 30000 |
注文履歴テーブル
| 注文ID| 商品ID| 商品名 | 価格 | 注文日 |
|-------|-------|---------|-------|------------|
| A | 1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| B | 2 | 冷蔵庫 | 95000 | 2023-10-02 |
| C | 3 | 洗濯機 | 31000 | 2023-10-03 |
24
解答例
•注文ID「B」の「冷蔵庫」の価格が、商品テーブルと異なっています
（100,000 vs. 95,000）。
•注文ID「C」の「洗濯機」の価格も、商品テーブルと異なっています
（30,000 vs. 31,000）。
商品テーブル
| 商品ID| 商品名 | 価格 |
|-------|---------|-------|
| 1 | テレビ | 50000 |
| 2 | 冷蔵庫 | 100000|
| 3 | 洗濯機 | 30000 |
注文履歴テーブル
| 注文ID| 商品ID| 商品名 | 価格 | 注文日 |
|-------|-------|---------|-------|------------|
| A | 1 | テレビ | 50000 | 2023-10-01 |
| B | 2 | 冷蔵庫 | 95000 | 2023-10-02 |
| C | 3 | 洗濯機 | 31000 | 2023-10-03 |
25
3-3. 異状
26
異状とは
•異状とは、データベースの設計が不適切な場合に、
データの操作（追加、更新、削除）時に起こる予
期しない問題や振る舞いのことを指す。
•不適切に設計されたデータベースでは、データの
冗長性が生じることが多く、これが異状の原因と
なる。
（「異常」ではありません）
27
異状の具体例
•これは、動物病院のデータベース。徳川家康さん
の２匹のペットの記録がある。
•徳川家康さんが引っ越すと、２か所の変更が必要
→不便、書き換え漏れによる不整合の危険
→データベースの設計が不適切
28
ペット名
オーナー
住所
ミミ
徳川家康
東京都中央区
1-1-1
タロウ
徳川家康
東京都中央区
1-1-1
異状の問題点
•データの不整合のリスクが高まる。
•不整合が生じると、情報の信頼性が失われ、誤っ
た意思決定や業務処理のミスを引き起こす可能性
がある。
•大きな問題となる。
29
不整合が起きている例
顧客名
お気に入りのドリンク
価格
田中
カフェラテ
400
円
田中
カプチーノ
450
円
佐藤
カフェラテ
420
円
データベース内に異なる価格が混在し、どちらが
正しいのかが不明確になっている
不整合が起きている例①
田中さんのクラスが変更になった。書き換え漏れに
おり、所属クラス情報の矛盾が発生
30
生徒名
クラス
教科
成績
田中
3
年A組
数学
85
田中
3
年D組
英語
90
佐藤
3
年B組
数学
88
佐藤
3
年B組
英語
92
不整合が起きている例②
•新しい生徒が転入した。成績が無いので、行全体
を完成できない。
31
生徒名
クラス
教科
成績
田中
3
年A組
数学
85
田中
3
年A組
英語
90
佐藤
3
年B組
数学
88
佐藤
3
年B組
英語
92
鈴木
3
年B組
不整合が起きている例③
•佐藤さんの英語と数学の成績が取り消しになった。
成績が無いので、行全体を完成できない。
32
生徒名
クラス
教科
成績
田中
3
年A組
数学
85
田中
3
年A組
英語
90
佐藤
3
年B組
佐藤
3
年B組
異状のまとめ
異状とは
•データベース操作（追加、更新、削除）時の予期しない問題
•主にデータベースの不適切な設計から生じる
•冗長性の存在が、異状の主な原因
異状の具体例
•動物病院のデータベースにおいて、徳川家康さんの住所と、
２匹のペットの記録
•住所変更時、２つのレコードを別々に更新する必要がある。
＝ 予期しない問題。書き換え漏れのリスク
異状の問題点
•データの不整合のリスク増加 33
3-4. 正規化
34
リレーショナルデータベースの設計における
考慮事項
次のことを考慮して設計を行う
•冗長なデータの排除を行う正規化
•データの整合性を保証する制約
例：関連するテーブル間の参照に関する制約
例：同じ値が２度現れないという制約
•データの検索や操作の効率化：索引、データベースの構造
の簡素化
35
正規化とその重要性
•正規化は、リレーショナルデータベースのテーブ
ルを適切な形に再構成することで、データの冗長
性を排除し、データの整合性を向上させるプロセ
ス。
•正規化を適切に実施することでデータの不整合を
防ぐことができる。
•正規化は、データベース設計において欠かせない
ステップです。
36
正規化の例
37
正規化前 正規化後
名前
昼食
料金
A
そば
250
B
カレーライス
400
C
カレーライス
400
D
うどん
250
名前
昼食
A
そば
B
カレーライス
C
カレーライス
D
うどん
昼食
料金
そば
250
カレーライス
400
うどん
250
正規化により、元のテーブルにあった冗長性を排除．
冗長なデータがある
冗長なデータがない
名前
昼食
料金
A
そば
250
B
カレーライス
400
C
カレーライス
400
D
うどん
250
正規化前の問題
38
更新
350
カレーライスが
400円から 350円に値下げ
昼食の値段が１つのはずなのに、
350, 400 の違った値段の記録が
あり、不整合がある
「400」をすべて「350」に変更
する必要があるが、変更を間
違ったとする
正規化によるデータの不整合の防止
39
テーブル
データの不整合はない
カレーライスが
400円から 350円に値下げ
朝食
値段
カレーライス
400
う
どん
250
名前
朝食
A
カレーライス
B
う
どん
C
カレーライス
350
昼食
値段
カレーライス
400
う
どん
250
名前
昼食
A
カレーライス
B
う
どん
C
カレーライス
350
正規化による問題解消
40
更新 カレーライスが
400円から 350円に値下げ
「400」をすべて「350」に変更
するのは1か所で済む。
間違いが起きにくい。
正規化による冗長なデータの排除の例①
41
生徒名
クラス
教科
成績
田中
3
年A組
数学
85
田中
3
年A組
英語
90
佐藤
3
年B組
数学
88
佐藤
3
年B組
英語
92
生徒
ID
生徒名
クラス
1
田中
3
年A組
2
佐藤
3
年B組
生徒ID
教科
成績
1
数学
85
1
英語
90
2
数学
88
2
英語
92
正規化
正規化により、元のテーブルにあった冗長性を排除．
正規化による冗長なデータの排除の例②
42
正規化
データの冗長性が排除され、更新における不整合のリスクが低減
正規化のメリットとデメリット
正規化のメリット
•データの冗長性を排除
•データの整合性が向上
•更新、削除、挿入時の異状を減少
正規化のデメリット
•過度に正規化されたデータベースでは、テーブル
の数が多くなり、利用が複雑になる場合がある。
性能上の問題が発生する可能性もある。
43
正規化のまとめ
•正規化：リレーショナルデータベースのテーブル
再構成
•目的：データの冗長性排除、整合性向上
•結果：データの不整合防止
•位置付け：データベース設計の必須ステップ
44
テーブル分割
45
テーブル
テーブル
分割
テーブル
テーブル分割により、１つのテーブルが２つ以上の
テーブルに分割される。
テーブル分割を行う理由
①冗長なデータを排除する正規化を行う
②より小さなテーブルに分割することで、問い合
わせ（クエリ）の性能を向上させる
46
テーブル分割を行うSQL
47
購入者
ID
aa
1
bb
1
cc
2
dd
3
ID
商品名
単価
1
みかん
50
2
りんご
100
3
メロン
500
ID 商品名 単価 購入
者
1
みかん
50
aa
1
みかん
50
bb
2
りんご
100
cc
3
メロン
500
dd
SELECT DISTINCT ID, 商品名, 単価
INTO A FROM 購入記録;
SELECT DISTINCT 購入者, ID
INTO B FROM 購入記録;
２つの SQL の実行により、テーブル分割を行っている
テーブル結合
48
テーブル
テーブル
結合
テーブル
テーブル結合を行う理由
•関連のある複数のテーブルを組み合わせて１つに
するため
•特に、正規化のために分割されたテーブルをもと
に戻すため
49
テーブル結合を行うSQL
50
購入者
ID
aa
1
bb
1
cc
2
dd
3
ID
商品名
単価
1
みかん
50
2
りんご
100
3
メロン
500
SELECT A.ID, 商品名, 単価, 購入者
FROM A, B
WHERE A.ID = B.ID;
ID 商品名 単価 購入
者
1
みかん
50
aa
1
みかん
50
bb
2
りんご
100
cc
3
メロン
500
dd
テーブルの分割と結合に役立つ SQL コマンド
•DISTINCT ・・・ 重複行除去
•INTO ・・・ Access だけの機能．SQL の結果をテーブル
に保存
51
テーブルの分割と結合
52
購入者
ID
aa
1
bb
1
cc
2
dd
3
ID
商品名
単価
1
みかん
50
2
りんご
100
3
メロン
500
ID 商品名 単価 購入
者
1
みかん
50
aa
1
みかん
50
bb
2
りんご
100
cc
3
メロン
500
dd
SELECT A.ID, 商品名, 単価, 購入者
FROM A, B
WHERE A.ID = B.ID;
ID 商品名 単価 購入
者
1
みかん
50
aa
1
みかん
50
bb
2
りんご
100
cc
3
メロン
500
dd
SELECT DISTINCT ID, 商品名, 単価
INTO A FROM 購入記録;
SELECT DISTINCT 購入者, ID
INTO B FROM 購入記録;
テーブルの分割と結合によ
り、もとに戻る場合がある
全体まとめ ①
リレーショナルデータベースの重要性
•データの整合性：誤ったデータや矛盾したデータの保存を防ぐ。
•柔軟な問い合わせ能力：SQLを使用し、複雑な検索やデータ抽
出が可能。
•トランザクション：一連の操作を一つの単位として扱う機能。
•セキュリティ：アクセス権限の設定などで確保。
冗長なデータの問題点
•更新の際、全ての個所を更新する必要性。
異状とは
•データベース操作時の予期しない問題。
•主にデータベースの不適切な設計により、冗長なデータが発生
してしまうことが主な原因
53
全体まとめ ②
正規化とその重要性
•正規化は、テーブルを適切な形に再構成するプロセス。
•冗長性の排除とデータ整合性の向上が目的。
•データベース設計の必須ステップ。
テーブル分割の理由
•正規化のための冗長なデータの排除。
•問い合わせの性能向上。
テーブル結合の理由
•関連する複数テーブルの組み合わせ。
•正規化で分割されたテーブルの再結合。
54
①データの整合性の保持
•テーブルを正規化することで、データの冗長性を排除し、
整合性を高めることが可能となります。
•この学習を通じて、データ管理における新しい視角や考
え方を獲得できます。
②データベース設計スキル
•データベース設計の基本を学ぶことは、
多様なデータベー
スシステムの設計や運用能力
に直結します。
•このとき、データの冗長性、異状、正規化について理解し
ておくことは有用です。
③問題解決能力
データの整合性やデータベース設計スキルを深化させること
で、現実の問題解決能力が向上します。
学びの過程は、新しい発見や視野の広がり、さらにはそれ
らがもたらす実益と直結しています。 55
自習 冗長なデータの再現
課題
•自分で考えたデータをもとに、わざと、冗長なデータを持
つ新しいテーブルを作成してください。
ヒント
•例として、学生の一覧と、彼らが所属するクラブの一覧の
2つのテーブルを考えてください。
•そして、それらの２つのテーブルを１つにまとめて、各学
生が所属するクラブを示す新しいテーブルを作成します。
このテーブルは、冗長なデータを持つことが考えられます
（提出する必要はありません。）
56
