第1章 RDBとは何か

1. データベースの歴史

1.1 ファイルシステムからDBへ

コンピュータの黎明期、データはファイルシステム上のテキストファイルやバイナリファイルとして管理されていた。この方式には以下の問題があった。

Table 1. ファイルシステム管理の問題点

これらの問題を解決するため、データを一元管理し、アプリケーションから独立した形で提供する「データベース管理システム（DBMS）」が開発された。

1.2 階層型・ネットワーク型

1960年代、最初に実用化されたDBMSは階層型とネットワーク型であった。

階層型データベース：データを木構造（ツリー）で表現する。親子関係が明確で高速だが、多対多の関係を表現できない。IBMのIMS（Information Management System, 1966年）が代表例である。

ネットワーク型データベース：データをグラフ構造で表現する。多対多の関係を表現できるが、構造が複雑でプログラミングが困難。CODASYLが標準化を推進した。

Table 2. 初期DBMSの比較

2. RDBの登場

2.1 Coddの関係モデル

1970年、IBMの研究者E.F.Codd（エドガー・フランク・コッド）は論文「A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks」を発表した。この論文で提唱された「関係モデル（Relational Model）」は、データベース技術に革命をもたらした。

Coddの関係モデルは、数学の集合論と述語論理に基づいている。データを「リレーション（関係）」として表現し、リレーション間の操作を「関係代数」として定義した。この数学的な基盤により、データの整合性を理論的に保証できるようになった。

2.2 RDBの特徴

RDBの主要な特徴を以下に示す。

Table 3. RDBの特徴

3. 他のDBとの比較

3.1 NoSQL

NoSQL（Not Only SQL）は、2000年代後半にWebサービスの大規模化に伴い普及したデータベースの総称である。RDBの制約を緩和し、スケーラビリティと柔軟性を重視する。

Table 4. NoSQLの種類

3.2 KVS

KVS（Key-Value Store）は、キーと値のペアでデータを格納する最もシンプルなデータベースである。複雑なクエリは不可能だが、極めて高速な読み書きが可能。

Table 5. 主要KVS製品

3.3 使い分け

データベースの選択は、要件に応じて行う必要がある。以下に選択の指針を示す。

RDBを選択すべき場合

データの整合性が最重要（金融、会計、在庫管理）、複雑なクエリが必要、トランザクション処理が必要、スキーマが明確に定義できる場合はRDBが適している。

NoSQLを選択すべき場合

スキーマが頻繁に変更される、大量の非構造化データを扱う、水平スケーリングが必要、高速な読み書きが優先される場合はNoSQLが適している。

KVSを選択すべき場合

単純なキーアクセスのみ、極めて高いスループットが必要、データの永続性より速度が優先される場合はKVSが適している。

4. まとめ

本章で解説した概念を整理する。

Table 6. 第1章のまとめ