【基本情報】関係データベースの基本！関係演算も解説！

この記事では関係データベースについてIT初心者にも分かりやすく解説します。

関係データベース

関係データベースはデータを複数の2次元の表として管理する方式。
主キーは行を特定できる属性。

関係演算

射影は表から列の一部を取り出す操作。
選択は表から行の一部を取り出す操作。
結合は表と表を共通の属性で横に足し算する操作。
和は表と表を共通の属性で縦に足し算する操作。

基本情報では関係データベースに関する問題が出題されます。是非最後までご覧ください。

関係データベースの基本
- 主キー
関係演算
基本情報技術者試験での出題例
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関係データベースの基本

関係データベースとは、データを複数の2次元の表として管理する方式です。Excelで作られた表を想像してもらえるとOKです。関係データベースはリレーショナルデータベース(RDB)とも言います。

表を「テーブル」、列を「属性」、行を「レコード」と表現することがあります。

主キー

主キーとは、行を特定するための属性です。上の社員表の主キーは「社員番号」になります。社員番号が重複することはないので、社員番号を指定すれば社員を特定出来ますよね。

氏名は同姓同名の人がいるかもしれません。連絡先も重複は無いかもしれないですが、「電話番号が070-〇〇〇〇-××××の人」というより、「社員番号がA001の人」という方がしっくり来ますよね。なので、普通は社員番号を主キーにします。

ちなみに、複数の属性を合わせて主キーとする場合もあります。学校のクラスと出席番号が良い例です。出席番号だけでは生徒を特定出来ませんが、クラスと出席番号が分かれば生徒を特定出来ます。なので、下の生徒表の主キーは「クラスと出席番号」の組み合わせになります。

関係演算

表を作成しても活用しなければ意味がありません。関係データベースから別の表を作成する操作を関係演算と言います。

射影

表から列の一部を取り出して別の表を作成する操作を「射影」と言います。

選択

表から行の一部を取り出して別の表を作成する操作を「選択」と言います。

結合

表と表を共通の属性で横に足し算して別の表を作成する操作を「結合」と言います。下の例では、社員表の「部署」と部署表の「部署」を共通属性として横に足し算しています。

和

表と表を共通の属性で縦に足し算して別の表を作成する操作を「和」と言います。下の例では、学生表と講師表の「氏名」「学部」を共通属性として縦に足し算しています。

基本情報技術者試験での出題例

令和元年度秋期問27

基本情報技術者
午前試験　令和元年度秋期問27

関係モデルにおいて，関係から特定の属性だけを取り出す演算はどれか。

ア　結合(join)　　　　　イ　射影(projection)
ウ　選択(selection)　　エ　和(union)

正解と解説

正解は”イ”

関係データベースから特定の属性を取り出す演算は射影です。

平成31年度春期問26

基本情報技術者
午前試験　平成31年度春期問26

関係モデルの属性に関する説明のうち，適切なものはどれか。

ア　関係内の属性の定義域は重複してはならない。

イ　関係内の属性の並び順に意味はなく，順番を入れ替えても同じ関係である。

ウ　関係内の二つ以上の属性に，同じ名前を付けることができる。

エ　名前をもたない属性を定義することができる。

正解と解説

正解は”イ”

ア　定義域とは属性が取れる値を意味します。例えば、社員表に「年齢」と「勤続年数」という整数値を取る属性が2つあっても問題はありません。なのでアは誤りです。

イ　正解です。社員表の属性の並びが、「社員コード」「社員氏名」「所属部門」でも「社員コード」「所属部門」「社員氏名」でも意味が変わることはありません。

ウ　関係内の属性に名前の重複は許されません。同じ名前が複数あると「射影」を実行した時にどの属性の値を取得すればよいか分かりません。なので属性の名前は一意である必要があります。

エ　属性には名前が必要です。名前がないと「射影」を実行するときに属性を指定できないからです。

サンプル問題問24、平成31年度春期問28

基本情報技術者
科目A サンプル問題問24、午前試験平成31年度春期問28

関係モデルにおいて表Xから表Yを得る関係演算はどれか。

ア　結合(join)　　　　　イ　射影(projection)
ウ　選択(selection)　　エ　併合(merge)

正解と解説

正解は”イ”

関係データベースから特定の属性(商品番号と数量)を取り出しているので射影です。

平成30年度秋期問28

基本情報技術者
午前試験　平成30年度秋期問28

関係XとYを自然結合した後，関係Zを得る関係代数演算はどれか。

ア　射影と和　　　　　　イ　選択
ウ　選択と射影　　　　　エ　選択と和

正解と解説

正解は”ウ”

関係XとYを自然結合した後の表は下の通りです。

ここから、情報一郎と技術五郎の2行を取り出し、さらに、氏名と学部コードと学部名の3列を取り出しているので、選択と射影を行っています。

平成29年度春期問25

基本情報技術者
午前試験　平成29年度春期問25

属性 a の値が決まれば属性 b の値が一意に定まることを，a→bで表す。例えば，社員番号が決まれば社員名が一意に定まるということの表現は，社員番号→社員名である。この表記法に基づいて，図のような関係が成立している属性 a～j を，関係データベース上の三つのテーブルで定義する組合せとして，適切なものはどれか。