サイトの全体構成

リレーショナルデータベースの基本（スライド資料と動画とプログラム例）（全１４回）

大学で使用した自作の資料等を，手直しの上公開している．クリエイティブ・コモンズ BY NC SA．

【目次】

YouTube 再生リスト「リレーショナルデータベースの基本」: https://youtube.com/playlist?list=PLwoDcGBEg9WGKPP6dExr8DcUf9nV2kYGD

【サイト内のリレーショナルデータベース関連の資料】

リレーショナルデータベースの基本まとめ：別ページ »で説明
SQL 入門演習（SQLite 3 を使用）（全３回）：別ページ »にまとめ
入門者向け．リレーショナルデータベースを知る．
リレーショナルデータベースの基本（スライド資料と動画とプログラム例）（全１４回）：別ページ »にまとめ
入門者向け．設計と利用と運用．MySQL, Access を利用．基本を学ぶ．演習付き．
リレーショナルデータベース演習（全１３回）：別ページ »にまとめ
入門者向け．設計と利用に関する演習．
リレーショナルデータベースの基礎（まとめ） [PDF], [ワードファイル]
基礎を１つにまとめた資料．

1. データベースとは，データベースシステムとは，情報とデータ

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/KGG3QK-2022-01-12-110749

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

データベースは，資実は，我々の生活，社会に浸透しており，大切なもの．オンラインでのデータのやり取り，データの蓄積には，データベースシステムが欠かせない．

データベース，データベースシステムを知る
データベースシステムと Excel の違い，データベースシステムの特徴機能を知る
データベースシステムはすでに我々の社会，生活に普及していること．さまざま便利に利用されていることを知る．
データベースは，人工知能，マルチメディア，情報セキュリティなど，さまざまな技術と関わりあっていることを知る．

2. SQL，SQL のデータ型，テーブル定義，問い合わせ（クエリ）

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/Z9WXMZ-2022-01-12-110917

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

リレーショナルデータベースのテーブルは、１つのセルに１つの値
データベースを使うということは、データベースから必要なデータを取り出すことが基礎 = 問い合わせ（クエリ）
データベース生成 → テーブル定義 → テーブル生成の順になる
SQL は、リレーショナルデータベースシステムのさまざまな機能を使える言語

3. ER 図，関連，異状, テーブル分解

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/5LJM3Z-2022-01-12-111001

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

一対一，一対多，多対多という関連を考えることができる．
データベースの異状は，データが「おかしな状態」になり，修復もできない状態になるということ．
１つのテーブルを２つのテーブルに分解することにより，異状を防止できる場合がある．

【演習】

ER図を書いてみてください．

https://app.diagrams.net/

最初，「Save diagram to:」という画面が出たときは，「Decide later」を選んでください．これは，データの保存先を設定するものです．

4. 問い合わせ（クエリ）

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/KP46LZ-2022-01-12-111032

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

リレーショナルデータベースシステムの機能
テーブル定義，問い合わせ（クエリ），データ操作，トランザクション
問い合わせ（クエリ）
射影，選択，結合，重複行除去，集計・集約，並べ替え（ソート），副問い合わせ

【演習】

① SQLによる問い合わせ（クエリ）　（２つのテーブルを使用）

Accessデータベースファイル

db4-3.accdb

次のSQLを実行し，結果を確認

射影

SELECT CUST
FROM P;

射影

SELECT PRODUCT, CUST
FROM P;

選択

SELECT *
FROM P
WHERE PRICE > 50;

選択と射影の組み合わせ

SELECT PRODUCT
FROM P
WHERE PRICE > 50;

結合と射影の組み合わせ

SELECT NAME, PRODUCT
FROM P, C
WHERE P.CUST = C.ID;

重複行除去する

SELECT DISTINCT CUST
FROM P;

並べ替え（ソート）

SELECT *
FROM P
ORDER BY PRICE;

集計・集約

SELECT CUST, COUNT(*)
FROM P
GROUP BY CUST;

副問い合わせ

SELECT NAME
FROM C
WHERE ID IN
  (SELECT CUST
    FROM P
    WHERE PRODUCT='P100');

② 実データによる演習　（１つのテーブルを使用）

Accessデータベースファイル

db4-4.accdb

重複行除去，教育の列（属性）の値を見る

SELECT DISTINCT 教育
FROM 米国成人調査データ;

年収５万ドル以上の人の年齢と職業

SELECT 年齢, 職業
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年収５万ドル以上か = '>50K';

年収５万ドル以上の人の職業、重複行除去

SELECT DISTINCT 職業
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年収５万ドル以上か = '>50K';

80歳よりも上の人は？そして、並べ替え（ソート）

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年齢 > 80
ORDER BY 年齢;

5. 集計・集約

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/KXW8GZ-2022-01-12-111109

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

集計・集約は，データをグループ化し，グループごとに，行数（count），合計（sum），平均（avg），最大（max），最小（min）を算出すること
SQL の例
select 受講者, count(*) from 成績 group by 受講者;

【演習】

Access データベースファイル

db4-4.accdb

SELECT 年齢, count(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 年齢;

SELECT 教育, count(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 教育;

SELECT 週当たり労働時間, count(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 週当たり労働時間;

SELECT 年収５万ドル以上か, count(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 年収５万ドル以上か;

SELECT 教育, 年収５万ドル以上か, count(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 教育, 年収５万ドル以上か;

6. 並べ替え（ソート）

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/ZDGR6Z-2022-01-12-111147

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

SQL による並べ替え（ソート）

昇順
SELECT * FROM 米国成人調査データ ORDER BY 年齢;
降順
SELECT * FROM 米国成人調査データ ORDER BY 年齢 DESC;
複数属性で並べ替え
SELECT * FROM 米国成人調査データ ORDER BY 年齢, 教育年数;
選択との組み合わせ
SELECT * FROM 米国成人調査データ WHERE 年齢 > 80 ORDER BY 年齢;
集計・集約との組み合わせ
SELECT 母国, COUNT(*) FROM 米国成人調査データ GROUP BY 母国 ORDER BY COUNT(*);

【演習】

Accessデータベースファイル

db4-4.accdb

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 年齢;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 年齢 DESC;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 教育年数;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 教育年数 DESC;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 年齢, 教育年数;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
ORDER BY 年齢 DESC, 教育年数 DESC;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年齢 > 80
ORDER BY 年齢;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年齢 > 80
ORDER BY 年齢 DESC;

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 年齢 BETWEEN 20 AND 30
ORDER BY 年齢;

SELECT 母国, COUNT(*)
FROM 米国成人調査データ
GROUP BY 母国
ORDER BY COUNT(*);

7. 結合

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/5WV28K-2022-01-12-111219

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

SQL による結合

結合条件なしの結合
SELECT * FROM S, T;
結合条件ありの結合
SELECT * FROM S, T WHERE a = b;

【演習】

Access データベースファイル

db7-3.accdb

①

SELECT * FROM T, S;

②

SELECT a FROM T, S;

③

SELECT * FROM T, S WHERE a = b;

①

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 母国 = '日本';

② これは「日本あるいはインド」という条件での選択である

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 母国 = '日本' or 母国 = 'インド';

③

SELECT *
FROM 米国成人調査データ, 対象国
WHERE 母国 = 名前;

④　「対象国」を「オランダ，インド」に書き換えてから実行してください

SELECT *
FROM 米国成人調査データ, 対象国
WHERE 母国 = 名前;

8. データベースの異状，分解と結合

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/KRG1J5-2022-01-12-111306

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

異状　・・・　データベース内のデータが，つじつまの合わない状態，あるいは，記録したいデータが記録できない状態になり，しかも，修復できない状態に陥ること
テーブルを分解し，分解してできたテーブル２つを結合すると，元のテーブルに戻る場合がある．
異状の問題を，テーブル分解により解決できる場合がある（分解しても，結合により元のテーブルに戻せることが前提）
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

【演習】

Access データベースファイル

db8.accdb

① 重複行に関する演習

SELECT DISTINCT 教育
FROM 米国成人調査データ;

SELECT DISTINCT 職業
FROM 米国成人調査データ;

SELECT DISTINCT 母国
FROM 米国成人調査データ;

② 分解と結合

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;

SELECT A.ID, 商品名, 単価, 購入者
FROM A, B
WHERE A.ID = B.ID;

9. 主キー，参照整合性制約，従属

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/Z28DGZ-2022-01-12-111413

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

主キーとなっている属性では，「同じ値が２回以上出ない」という制約がある
テーブルの主キーを、別のテーブルから参照するとき「値は、参照されるテーブルの主キーの値から選ぶ」という参照整合性制約がある

【演習】

paiza.IO の URL: https://paiza.io/ja

MySQL を選んで使ってください

① 主キーに関する演習（Paiza.IO を使用）

・テーブル menu （テーブル定義と行の挿入と確認）

CREATE TABLE menu (
  ID INTEGER PRIMARY KEY,
  name TEXT,
  price TEXT
) engine = InnoDB;
INSERT INTO menu VALUES(1, 'orange', 50);
INSERT INTO menu VALUES(2, 'apple', 100);
INSERT INTO menu VALUES(3, 'apple', 150);

・主キーについて集計・集約すると行数は１

SELECT ID, COUNT(*)
FROM menu
GROUP BY ID;

・同じ ID の行を挿入することはできない

INSERT INTO menu VALUES(2, 'melon', 500);

② 参照整合性制約に関する演習（Paiza.IO を使用）

・テーブル menu （テーブル定義と行の挿入と確認）

CREATE TABLE menu (
  ID INTEGER PRIMARY KEY,
  name TEXT,
  price TEXT
) engine = InnoDB;
INSERT INTO menu VALUES(1, 'orange', 50);
INSERT INTO menu VALUES(2, 'apple', 100);
INSERT INTO menu VALUES(3, 'apple', 150);

・テーブル sales （テーブル定義と行の挿入と確認）

CREATE TABLE sales (
  ID INTEGER PRIMARY KEY,
  who TEXT,
  buy integer,
  num integer,
  FOREIGN KEY(buy) REFERENCES menu(ID)
) engine = InnoDB;

INSERT INTO sales VALUES(1, 'X', 1, 10);
INSERT INTO sales VALUES(2, 'Y', 2, 5);

・参照整合性制約に違反する行を挿入することはできない

INSERT INTO sales VALUES(3, 'X', 22, 1);

10. 中間まとめ，データベースの応用，データベースの種類

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/K81XEZ-2022-01-12-111450

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

リレーショナルデータベースシステム全体のまとめ，関連する話題．

11. SQL のIN，副問い合わせ

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/Z33XVZ-2022-01-12-111542

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

IN
副問合せ

【演習】

実データを用いた演習を実施 Access データベースファイル

d11.accdb

11-2

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 教育 IN ('10th', '11th');

SELECT *
FROM 米国成人調査データ
WHERE 母国 IN ('インド', 'メキシコ');

11-4

SELECT 科目名
FROM 成績
WHERE 学生番号 = 101;

SELECT MAX (得点)
FROM 成績;

SELECT DISTINCT 学生番号
FROM 成績
WHERE 科目名 IN ('データベース', '数学');

SELECT 学生番号
FROM 成績
WHERE 得点 IN (SELECT MAX (得点) FROM 成績);

SELECT DISTINCT 学生番号
FROM 成績
WHERE 科目名 IN (SELECT 科目名
    FROM 成績
    WHERE 学生番号 = 101);

paiza.IO の URL: https://paiza.io/ja

MySQL を選んで使ってください ①１つめ

create table T(商品 text, 価格 integer);
insert into T values('かき氷', 400);
insert into T values('カレーライス', 500);
insert into T values('サイダー', 200);

select *
from T
where 価格 IN(200, 500);

②２つめ

create table 成績 (
  学生番号 integer,
  科目名 text,
  得点 integer
);
insert into 成績 values(101, 'データベース', 90);
insert into 成績 values(101, '数学', 80);
insert into 成績 values(102, 'データベース', 85);
insert into 成績 values(102, 'プログラミング', 100);
insert into 成績 values(103, 'データベース', 95);
insert into 成績 values(201, '歴史', 90);
insert into 成績 values(202, '地理', 90);
SELECT 科目名
FROM 成績
WHERE 学生番号 = 101;
SELECT DISTINCT 学生番号
FROM 成績
WHERE 科目名 IN (SELECT 科目名
    FROM 成績
    WHERE 学生番号 = 101);
SELECT MAX(得点)
FROM 成績;
SELECT 学生番号
FROM 成績
WHERE 得点 IN (SELECT MAX(得点)
    FROM 成績);

12. データベースの NULL，AND，OR

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/KQMVWZ-2022-01-12-111615

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

IS NULL
IS NOT NULL
AND
OR

【演習】

Access データベースファイル

d12.accdb

12-2 Access を用いて IS NULL, IS NOT NULL の演習

select *
from T
where 価格 IS NULL;

select *
from T
where 価格 IS NOT NULL;

12-4 Access を用いて復習，AND や OR の演習

＜復習＞

select *
from 授業;

select *
from 授業
where 科目 = '国語';

select *
from 授業
where 教室名 = '一階';

＜AND や OR＞

select *
from 授業
where 科目 = '国語' AND 教室名 = '一階';

select *
from 授業
where 科目 = '国語' OR 教室名 = '一階';

＜結合＞

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績;

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績
where 授業.ID = 成績.科目番号;

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績
where 授業.ID = 成績.科目番号 AND 学生番号 = 101;

12-5　Paiza.IO を用いた演習

paiza.IO の URL: https://paiza.io/

MySQL を選ぶ

① テーブル T を用いて NULL の演習

create table T(商品 text, 価格 integer);
insert into T values('かき氷', 400);
insert into T values('カレーライス', NULL);
insert into T values('サイダー', 200);

select *
from T
where 価格 IS NULL;

select *
from T
where 価格 IS NOT NULL;

② 授業テーブル，成績テーブルを用いて AND や OR の演習

create table 授業 (
  ID integer primary key,
  担当者 text,
  科目 text,
  教室名 text,
  曜日 text
);

create table 成績 (
  学生番号 integer,
  科目番号 integer,
  得点 integer,
  foreign key(科目番号) references 授業(ID)
);

insert into 授業 values(1, 'AA', '国語', '一階', '月');
insert into 授業 values(2, 'BB', '国語', '二階', '月');
insert into 授業 values(3, 'CC', '国語', '三階', '月');
insert into 授業 values(4, 'AA', '算数', '一階', '火');
insert into 授業 values(5, 'XX', '算数', '二階', '火');

insert into 成績 values(101, 1, 90);
insert into 成績 values(101, 4, 95);
insert into 成績 values(102, 2, 100);
insert into 成績 values(102, 5, 80);
insert into 成績 values(103, 3, 85);
insert into 成績 values(103, 4, 100);

select *
from 授業;

select *
from 授業
where 科目 = '国語';

select *
from 授業
where 教室名 = '一階';

select *
from 授業
where 科目 = '国語' AND 教室名 = '一階';

select *
from 授業
where 科目 = '国語' OR 教室名 = '一階';

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績;

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績
where 授業.ID = 成績.科目番号;

select 科目, 学生番号, 得点
from 授業, 成績
where 授業.ID = 成績.科目番号 AND 学生番号 = 101;

13. データベース操作，トランザクション，リカバリ，ロック，同時実行制御

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/Z7EX25-2022-01-12-111655

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

トランザクション: データベースの処理単位
ロールバック: データベースをトランザクション開始時点に戻す
ロック，同時実行制御: 複数が，同時にデータベース操作を行うことができる仕掛け

【演習】

paiza.IO の URL: https://paiza.io/

MySQL を選んで使ってください

13-2

①挿入

create table T(名前 text, 昼食 text, 料金 integer);
insert into T values('A', 'そば', 250);
insert into T values('B', 'カレーライス', 400);
insert into T values('C', 'カレーライス', 400);
insert into T values('D', 'うどん', 250);
select * from T;

②更新

次を書き加える

update T set 料金 = 300 where 昼食 = 'うどん';
select * from T;

③削除

次を書き加える

delete from T where 名前 = 'A';
select * from T;

13-4

ロールバック

create table T(名前 text, 昼食 text, 料金 integer) engine = InnoDB;
insert into T values('A', 'そば', 250);
insert into T values('B', 'カレーライス', 400);
insert into T values('C', 'カレーライス', 400);
insert into T values('D', 'うどん', 250);
start transaction;
update T set 料金 = 300 where 昼食 = 'うどん';
delete from T where 名前 = 'A';
select * from T;
rollback;
select * from T;

14. 従属，正規形，正規化

ドクセルのURL: https://www.docswell.com/s/6674398749/5JXJJK-2022-01-12-111718

資料：[PDF], [パワーポイント], [スライド HTML]

【演習】

paiza.IO の URL: https://paiza.io/

MySQL を選んで使ってください

テーブルを分解した後，結合することにより元に戻る場合．

create table T(名前 text, 昼食 text, 料金 integer);
insert into T values('A', 'そば', 250);
insert into T values('B', 'カレーライス', 400);
insert into T values('C', 'カレーライス', 400);
insert into T values('D', 'うどん', 250);
create table A as select distinct 名前, 昼食 from T;
create table B as select distinct 昼食, 料金 from T;
select * from A;
select * from B;
select A.名前, A.昼食, B.料金 from A, B where A.昼食 = B.昼食;

テーブルを分解した後，結合しても元に戻らない場合．

create table T(名前 text, 昼食 text, 料金 integer);
insert into T values('A', 'そば', 250);
insert into T values('B', 'カレーライス', 400);
insert into T values('C', 'カレーライス', 400);
insert into T values('D', 'うどん', 250);
create table A as select distinct 昼食, 料金 from T;
create table B as select distinct 名前, 料金 from T;
select * from A;
select * from B;
select A.昼食, A.料金, B.料金 from A, B where A.料金 = B.料金;

本サイトは金子邦彦研究室のWebページである．

資料等の公開では，原則，「クリエイティブコモンズ BY NC SA」として公開するようにしている． PDFファイル，パワーポイントファイルなどには，「クリエイティブコモンズ BY NC SA」を明記するとともに，ロゴを記載するようにしている（作業が間に合っていない分もあるのでご容赦ください）．

公開している資料をご利用になる場合の，再配布の条件，剽窃の防止などについて，別ページ »で説明再配布や資料改変の際には，そのページをご確認ください．

サイトマップは，サイトマップのページをご覧下さい．本サイト内の検索は，サイト内検索のページをご利用下さい．

問い合わせ先：金子邦彦（かねこくにひこ） [image]