リレーショナルデータベースの基本概念

• 日程: Day 1 / セッション 3
• 時間: 10:25-10:55
• 形式: 座学
• ゴール: テーブル、レコード、カラム、主キー、外部キーをそれぞれ身近な例で説明できる
• 学習形式: 対話型解説

前のセッションで、皆さんのPCの中でPostgreSQLが動き始め、\dt で7つのテーブルが見えました。departments、employees、customers……名前は見えたものの、「で、テーブルって結局なに？」というのが正直な感想ではないでしょうか。

このセッションは、その「なに？」に答える時間です。テーブル、レコード、カラム、主キー、外部キー——リレーショナルデータベース（RDB）の世界の登場人物を、Excelとの対比と身近なたとえで一気に整理します。

ここで先に問いを置いておきます。「リレーショナル（関係的）」という名前のデータベースですが、いったい何と何の「関係」を表しているのでしょうか？セッションの終わりには答えが見えているはずです。

リレーショナルデータベースのデータは、すべて「表」の形で持たれます。これは、いわば Excel のシートにそっくりです。違いはあとで触れます。

• テーブル：表そのもの。「社員」「商品」「注文」など、扱うモノの種類ごとに1つ
• レコード（行）：表の中の1行。1人の社員、1つの商品、1件の注文といった「1件のデータ」
• カラム（列）：表の中の1列。名前、給与、入社日のような「データの項目」

サンドボックスのemployeesテーブルで見ると、こんなイメージです。

ここで、横1行が1人の社員（レコード）、縦の列が項目（カラム）です。

• 「テーブル＝何のデータか」「カラム＝どんな項目か」「レコード＝具体的な1件」と覚える
• 1つのテーブルには1種類のモノしか入れない。社員テーブルに商品を混ぜたりはしない

「カラム（column）」は英語で「柱」という意味があります。ギリシャ神殿の縦の柱と、表の縦の列が同じ単語なのは少し意外ですよね。一方「ロー（row）」は「列」と訳すと混乱するので、本研修では「行」「レコード」で統一します。SQLの世界では、表記が複数あるとき先輩同士で「ロウ」「行」「レコード」が混ざって飛び交うことがあります。「全部同じ意味」と知っておくと議事録読みが楽になります。

ここで少し考えてみてください。「これ、Excelでよくない？」と思いませんか？正直、形だけ見れば似ています。違いは、見えないところにあります。

Excelとの主な違いは3つです。

1. 列ごとに「型」が決まっている：salary列は数値しか入らない、hire_date列は日付しか入らない。「給料の欄に『たぶん40万くらい』」とは書けない
2. 複数人が同時に触れる：何百人が同時に読み書きしても壊れない設計
3. 「他のテーブルとつなげる」設計が前提：これが次に出てくる「主キー」「外部キー」の話

つまりRDBは、「型」と「整合性」と「つなげる」を本気で守るために作られた表、と考えると分かりやすいです。

ここからが「リレーショナル」の本番です。

たとえばemployeesテーブルに「山田太郎」さんが3人いたら、上司が「山田太郎の給与を上げて」と言ってきた時に困ります。「どの山田太郎ですか？」となるからです。

これを防ぐために、レコードごとに絶対に重複しない番号を1つだけ振っておくのが**主キー（Primary Key）**です。employeesテーブルでは employee_id がそれにあたります。

これは、いわば住民票番号のようなものです。同姓同名の人がいても、番号さえあれば一意に特定できます。

サンドボックスの employees テーブルの定義を抜粋すると、こうなっています。

CREATE TABLE employees (
    employee_id SERIAL PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    last_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    ...
);

PRIMARY KEY と書かれた列が主キーです。SERIAL は「1, 2, 3, …と自動で番号を振ってくれる」指定です（詳しくは次のデータ型のセッションで）。

• 主キーは1テーブルに必ず1つ
• 値は重複NG、NULL（空）もNG
• ユーザー名やメールアドレスを主キーにすることもできるが、「変わらない・短い」番号が一般的

ここまで来ると、いよいよ「リレーション（関係）」が見えてきます。

employeesテーブルには department_id という列がありました。値は 1, 2, 3 などの数字です。この数字が何を指しているかというと、departmentsテーブルの department_id です。

departmentsテーブルを見ると、

つまり、employeesの「太郎・山田・department_id = 1」は、departmentsの「department_id = 1 = 営業部」を指しているわけです。これで「山田太郎は営業部所属」と分かります。

この「あるテーブルの列が、別のテーブルの主キーを指している」状態を作るのが**外部キー（Foreign Key）**です。CREATE TABLE文では REFERENCES departments(department_id) と書かれています。

「リレーショナル」とは、まさにこの「テーブル間を線で結ぶ」関係のことです。線を引くことで、社員と部署、顧客と注文、注文と商品が全部つながり、後で自由に組み合わせて取り出せるようになります。

• 主キーは「自分の表の中での背番号」
• 外部キーは「他の表の背番号を指さす矢印」
• 同じ情報を2か所に書かない（部署名はdepartmentsに1回だけ。社員側には番号だけ）

「同じ情報は1か所に書く」という考え方には、正規化という立派な名前があります。1970年に IBM の研究者エドガー・F・コッドが論文で提案したのが始まりで、これが現代RDBの礎です。コッドはこの功績で1981年にチューリング賞（コンピュータ界のノーベル賞）を受賞しました。「同じことを2回書かない」だけで賞が取れるのか、と感心するかもしれませんが、当時はそれくらい革命的だったのです。

今学んだ「テーブル間の線」で、サンドボックスの7テーブルがどうつながっているかを見てみましょう。

「部署 → 社員」「カテゴリ → 商品」「顧客 → 注文 → 注文明細 ← 商品」と、線でつながっています。次のセッションで、実際にこれらのテーブルを覗きに行きます。

• 「主キーと外部キーを、料理のレシピに例えて説明して」
• 「同じ社員番号を2人に振ろうとしたらどうなる？PostgreSQLは何を返す？」
• 「『正規化』って何のためにあるの？1回しか書かないと何が嬉しいの？」

今回学んだことを一言でまとめると「テーブルという表があり、レコード（行）とカラム（列）でできていて、主キーがレコードを一意に特定し、外部キーがテーブル同士をつなぐ」です。「リレーショナル」の正体は、テーブル間に引かれた線そのものでした。

次のセッションでは、実際に psql に戻って、サンドボックスの7テーブルを1つずつ覗いていきます。今日学んだ「主キー」「外部キー」が、実データの中でどう現れているかを確かめましょう。

• テーブル、レコード、カラムをそれぞれ「Excelで言うと何？」と「社員データで言うと何？」の両方で説明できますか？
• 主キーと外部キーの違いを、自分の言葉で1文ずつ説明できますか？
• サンドボックスの中で、orders テーブルはどのテーブルとどう線がつながっていますか？

• 参考リンク: PostgreSQL公式: データ定義（テーブル） / E.F.Codd の原典論文 "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks"
• 発展課題: 自分が普段使っているサービス（例: SNS、ECサイト）の裏側に、どんなテーブルがありそうか3つ挙げ、それぞれの主キーと、テーブル間の外部キーを推測してみる