システム構築第10回

情報システム構築
第10回データベース
（Database)
（２００７／１２／１１版）
• 参考書１９：
増永良文、「リレーショナルデータベー
ス入門（新訂版）」、サイエンス社
２００７年１２月１３日
2007/12/13
情報システム構築第10回
1
データベースとは
• データの重要性
例：企業はデータに基づき、企業活動を行っ
ている（セブンイレブンの躍進）
• データベースの重要性
– 必要なデータが迅速に取り出せる
– そのための仕組みが必要
– データの独立（データ処理することと切り離す）
どういうデータがどういう形でほしいといったこと
と分離させておく
• データのベース（基地）
Data Base → Database
2007/12/13
情報システム構築第10回
2
データベースの重要性
• ファイルシステムからデータベース
プログラムから分離
データのほうが長持ちする（データの内容で
はなく、枠組み）→スキーム
• データ（ベース）の一貫性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）
（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）
• データベースの機密保護（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）
セキュリティ
2007/12/13
情報システム構築第10回
3
データベースの種類
• リレーショナル（関係）データベース
最近では最も普及
最も数学的（形式的）
集合論が基礎となっている
コッド博士１９７０年
• ネットワーク型データベース
縦横にポインタ（チェイン、リンク）がはられている
• 階層型データベース
ツリー状にポインタ（チェイン、リンク）がはられている
• オブジェクト指向データベース
最近のオブジェクト指向の考えを取り入れたデータベース
形は階層型データベースに類似する
2007/12/13
情報システム構築第10回
4
モデリング
• データベースとＤＢＭＳ
DBMS(Database Management System)：
データを操作する（扱う）ためのソフトウェア
例：Oracle、SQL Server、Access、
PostgreSQL、MySQL
データベース：中身、内容
例：企業データ、売上データ、成績データ
• データと情報
データ：数値や文字列
情報：データに意味付けしたもの
往々にして、混同して使われる
2007/12/13
情報システム構築第10回
5
モデリング
• データモデル
実世界をデータの世界で表現するもの
実世界を記述する記号体系
実世界
社員
データモデルの世界
社員データ
名前、生年月日、本給、
作業時間、・・・・
プロジェクトデータ
予定表データ
2007/12/13
情報システム構築第10回
6
データモデリングの進め方
• データモデル
概念モデル→論理モデル
（Conceptual model) (Logical model)
データモデル
ANSI/X3/SPARC
3層スキーマ
概念モデル
外部スキーマ
論理モデル
概念スキーマ
相当
2007/12/13
情報システム構築第10回
内部スキーマ
7
データモデリングの進め方
• 概念モデルの表現方法
Ｅ－Ｒモデル（Ｅ－Ｒ図、実体ー関連モデル）
Entity-Relationship model
実体(entity)
実体型(entity type)
例
学生１
学生（型）
学生２
総体として捉える
全般に学生とは
どういう属性をもっている
学生３
・
・
・
学生ｎ
2007/12/13
オブジェクト指向のクラスにあたる
情報システム構築第10回
8
データモデリングの進め方
• 概念モデルの表現方法
Ｅ－Ｒモデル（Ｅ－Ｒ図、実体ー関連モデル）
Entity-Relationship model
関連(relation)
関連型(relation type)
例
学生１、科目１
履修（型）
学生１、科目２
総体として捉える
全般に学生と科目の間には
どういう属性をもっている
学生２、科目１
・
・
・
学生ｎ、科目ｍ
2007/12/13
オブジェクト指向のクラスにあたる
情報システム構築第10回
9
ＥＲ図
• 概念モデルの表現方法
Ｅ－Ｒモデル（Ｅ－Ｒ図、実体ー関連モデル）
Entity-Relationship model
• 実体の表現長方形で表現
実体型の名称
学生
学籍番号
氏名
住所
2007/12/13
情報システム構築第10回
実体型の属性
または属性は楕円で
付属させる
10
ＥＲ図
• 概念モデルの表現方法
Ｅ－Ｒモデル（Ｅ－Ｒ図、実体ー関連モデル）
Entity-Relationship model
• 関連の表現菱形で表現
関連型の名称
履修
関連型の属性
得点
2007/12/13
情報システム構築第10回
11
ＥＲ図
• ＥーＲモデルの図
実体と関連を同一の図に表現する
基数を書く（関連中心）
関連を中心にして、結合される実体数を表記する
科目数Ｎに対して学生数Ｍ（Ｎ，Ｍは具体的数値でなくても
よい、実際には増減する。）
科目
科目名
単位数
2007/12/13
Ｎ
履修
得点
情報システム構築第10回
Ｍ
学生
学籍番号
氏名
住所
12
ＥＲ図
• ＥーＲモデルの図
実体と関連を同一の図に表現する
基数を書く（実体中心）
実体を中心にして、関連付け先の実体の数の最小、最大を
表記する
最小結合度、最大結合度による表現（結合度：結合の数）
学科
学科名
教育目標
2007/12/13
１，Ｎ
所属
年度
情報システム構築第10回
１，１
学生
学籍番号
氏名
住所
13
データモデルの表現方法
• 論理モデルの表現方法
リレーショナルデータモデル
ネットワークデータモデル
ハイアラキカルデータモデル
• ここでは、リレーショナルデータモデル
（実際、一番普及している）
表（テーブル）で表現する
2007/12/13
情報システム構築第10回
14
ＥＲからリレーションへ
• 実体ー関連図をリレーショナルスキーマに変換する
例
学生
学籍番号
学生
学籍番号学生名住所
学生名
住所
外部キー
履修
学籍番号科目名得点
履修
得点
外部キー
科目名
科目
2007/12/13
科目
科目名単位数
単位数
情報システム構築第10回
15
リレーショナルデータベース
• 表による表現
実体も関連も表で表現
科目（実体）
科目
データベース
人工知能
実体型の名称
学生（実体）
単位数
2
1
学籍番号
ｍ１２１００１
ｍ１２１００２
ｍ１２１００３
氏名
何野何夫
何々何子
何川何吉
住所
函館市
札幌市
小樽市
実体型の属性
実体型の属性
実体型の属性
履修（関連）
科目名
データベース
データベース
人工知能
人工知能
2007/12/13
学籍番号
ｍ１２１００１
ｍ１２１００２
ｍ１２１００２
ｍ１２１００３
得点
80
100
50
70
情報システム構築第10回
16
主キー
• 主キー
候補キー
– 属性の値（属性の値の組）がリレーションのタプ
ルを一意的に特定（同定）できる属性（の組）
「主キー」となりえる候補という意味
– 極小である
属性の組が候補キーになっているとき、その属
性のうち１つでも欠落したら、一意的特定ができ
なくなる
– 最悪
全属性の組み合わせが候補キーとなる
（タプルの重複はないものとする：集合論）
2007/12/13
情報システム構築第10回
17
主キー
• 候補キー
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名がＡ川Ｂ夫であるタプル
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ夫
Ｃ野Ｄ子
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
2007/12/13
給与
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
健保番号
80596
81403
80201
81998
顧客番号納品数量
Ｃ１
3
Ｃ２
10
Ｃ２
5
Ｃ３
10
情報システム構築第10回
18
主キー
• 主キー
候補キーから１つ選ぶ
データベース設計者がどの候補キー（属性）
を第１に捉えるかによる
– キー制約
つねに主キーを構成する属性の値は空値とな
らない
唯一識別能力（候補キーなので、当然）
「つねに」：いかなる（時刻、インスタンス）でも
– アンダーライン
主キーを構成する属性にはアンダーラインを引
く、納品（商品番号，顧客番号，納品数量）
2007/12/13
情報システム構築第10回
19
主キー
• １対多主キーはＨ
主キーＨ
主キーＫ
教員（実体）
氏名
何野何夫
何々何子
何川何吉
科目（実体）
住所
仙台市
新潟市
東京都
科目名
データベース
人工知能
ネットワーク
離散数学
生年月日
１９６３・１１
１９７１・２
１９６８・１
主キーＨ
担当（関連）
氏名
何野何夫
何野何夫
何々何子
何川何吉
2007/12/13
単位数
2
1
2
1
科目名
データベース
人工知能
ネットワーク
離散数学
得点
80
100
50
70
情報システム構築第10回
前提：１つの科目を
複数の教員で
担当することはない
20
主キー
• 多対多主キーは和集合Ｋ∪Ｈ
主キーＨ
主キーＫ
科目（実体）
科目
データベース
人工知能
学生（実体）
単位数
2
1
学籍番号
ｍ１２１００１
ｍ１２１００２
ｍ１２１００３
氏名
何野何夫
何々何子
何川何吉
住所
仙台市
新潟市
東京都
主キーＫ ∪ Ｈ
履修（関連）
科目名
データベース
データベース
人工知能
人工知能
2007/12/13
学籍番号
ｍ１２１００１
ｍ１２１００２
ｍ１２１００２
ｍ１２１００３
得点
80
100
50
70
情報システム構築第10回
21
外部キー
• 外部キー
企業の総務関係データ
– 社員（社員番号，社員名，給与，所属，・・）
– 部門（部門番号，部門名，部門長，・・）
– 所属は部門に登録されているものか空値
– 部門長は社員に登録されているものか空値
• 外部キー
参照した先が主キーになっている
• 外部キー制約
2007/12/13
情報システム構築第10回
22
外部キー
• 外部キー
PRIMARY KEY (社員番号），
FOREIGN KEY(所属） REFERENCE 部門（部門番号）
社員
社員番号社員名
650 Ａ川Ｂ夫
1508 Ｂ田Ａ朗
231 Ａ川Ｂ男
2034 Ｃ野Ｄ子
部門
部門番号
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ３３
Ｋ２１
2007/12/13
給与
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
健保番号
80596
81403
80201
81998
部門名
部門長
営業部
231
設計部
650
製造部
品質保証部
2034
情報システム構築第10回
23
第1正規形
• 第1正規形(the first normal form, 1NF)
– ドメインがシンプル
– ある属性のドメインが
ドメインの直積ではない
ドメインのべき集合（値の集合）ではない
– 要するに、単純なドメインである
厳密に定義することは難しい
– 入れ子型リレーションではない
リレーションの属性値がリレーション
– 正規化：正規形にすること
– 注：ベキ集合とは部分集合の集合
2007/12/13
情報システム構築第10回
24
第1正規形
• 第１正規形
– リレーションとはドメインの直積空間（集合）での
部分集合
– 直積空間（集合）で個別に識別できること
– ドメインがシンプルとは、そのドメインが
ドメインの直積
になっていない
ドメインのベキ集合
ドメインの直積のベキ集合
– シンプルなドメイン上で定義されたリレーション
は第１正規形（first normal form, 1NF)
各要素（タプル）が個別に識別できる
2007/12/13
情報システム構築第10回
25
第1正規形
• 第１正規形
– リピーティンググループ→ 第１正規形から排除
レコードのフィールド値が値の集合
（タプルの属性値）
• 非第１正規形(non-first normal form)
第１正規形でないリレーション
入れ子型リレーション(nested relation)ともい
う
2007/12/13
情報システム構築第10回
26
第1正規形
• 非（第１）正規形の例（属性が直積）
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
給与
(Ａ川,Ｂ夫)
(Ｂ田,Ａ朗)
(Ａ川,Ｂ男)
(Ｃ野,Ｄ子)
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
• 上記の正規化
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2007/12/13
社員名（姓）社員名（名）給与
Ａ川
Ｂ田
Ａ川
Ｃ野
Ｂ夫
Ａ朗
Ｂ男
Ｄ子
情報システム構築第10回
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
27
第1正規形
• 非（第１）正規形の例（属性が集合）
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
趣味
所属
｛読書，音楽，運転｝Ｋ５５
｛水泳，華道｝
Ｋ４１
｛音楽、水泳｝
Ｋ４１
｛読書，華道｝
Ｋ５５
健保番号
80596
81403
80201
81998
• 上記の正規化（集合を分ける）
社員
社員番号
650
650
650
1508
1508
2007/12/13
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ａ川Ｂ夫
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ｂ田Ａ朗
趣味
読書
音楽
運転
水泳
華道
情報システム構築第10回
所属
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
健保番号
80596
80596
80596
80201
80201
28
スキーマ
• リレーショナルデータベーススキーマ
– リレーショナルスキーマ
インスタンスとしてのリレーションの
時間的に不変な構造的枠組み
– リレーショナルデータベーススキーマ
複数のリレーションの集まり
インスタンスとしてのリレーショナルデータベー
スの
時間的に不変な構造的枠組み
2007/12/13
情報システム構築第10回
29
スキーマ
• リレーショナルデータベーススキーマ
–
–
–
–
–
データベーススキーマ名
リレーションスキーマ（テーブル）定義×ｎ
ドメイン定義×ｎ
一貫性制約定義
特権定義
誰が、どのリレーションを読み書きできるか
– ビュー定義、他
仮想的なリレーション（物理的に格納されていな
いリレーション）
– 表明、トリガ定義
2007/12/13
情報システム構築第10回
30
スキーマ
• ＳＱＬでは
– スキーマ定義言語(schema definition language)
SDL
– スキーマ操作言語(schema manipulation
language) SML
– として用意されている
– 当然ながら、データベース操作言語(Database
Manupulation Language)も用意されている
2007/12/13
情報システム構築第10回
31
スキーマ
• 権限付与と剥奪
– リレーションレベルの権限
GRANT INSERT,DELETE ON 社員 TO U008
操作の種類
テーブル名ユーザ
REVOKE INSERT,DELETE ON 社員 TO U008
– データベーススキーマレベルの権限
CREATE SCHEMA 新しいスキーマ
AUTHORIZATION ユーザ
2007/12/13
情報システム構築第10回
32
ＳＱＬの歴史
• ＳＱＬのあゆみ（ＩＳＯ）
– １９７０コッド博士の論文
– １９７４ＳＥＱＵＥＬ（ＩＢＭ：ＳｙｓｔｅｍＲ）
(Structured English Query Language)
（シーキュール）
– １９７６ＳＥＱＵＥＬ２
– １９８２ＩＳＯにて標準化スタート
– １９８７ＳＱＬ８７
– １９８９ＳＱＬ８９
– １９９２ＳＱＬ２＝ＳＱＬ９２
– １９９９ＳＱＬ３＝ＳＱＬ９９
2007/12/13
情報システム構築第10回
33
データベース演算（操作）
• データモデルの３つの要素
構造記述
一貫性制約の記述
データ操作言語
• データ操作言語
(Data Manipulation Language) DML
• リレーショナルデータベース
複数のリレーションの集まり
リレーション：実体：実世界のデータ
関連：データ間の関連
2007/12/13
情報システム構築第10回
34
データベース演算（操作）
• データベースとの相互作用
– 質問（ｑｕｅｒｙ）、問合せ
リレーショナルデータベースに質問して答えをも
らう
– 更新（ｕｐｄａｔｅ）
タプルの削除
タプルの追加
タプルの属性値の修正
– 質問、問合せのほうが多く使用される
– 問合せ機能の体系化
2007/12/13
情報システム構築第10回
35
データベース演算（操作）
• データ操作言語による問い合わせ
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
給与
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
健保番号
80596
81403
80201
81998
• 給与が50以上の社員の社員名と所属
結果リレーション
社員名
所属
Ａ川Ｂ夫Ｋ５５
Ａ川Ｂ男Ｋ４１
2007/12/13
情報システム構築第10回
36
データベース演算（操作）
• 結果リレーションの再帰性
問い合わせした結果がまたリレーションになってい
る
結果リレーション
社員名
所属
Ａ川Ｂ夫Ｋ５５
Ａ川Ｂ男Ｋ４１
• 実リレーション、基本リレーション
データベースに格納されているリレーション
• ビュー（仮想的なリレーション）
格納されていないが、使用する上でリレーションを
定義できる、それがビュー
2007/12/13
情報システム構築第10回
37
データベース演算（操作）
• 給与が50以上（選択）
中間リレーション
社員番号社員名
650 Ａ川Ｂ夫
1508 Ｂ田Ａ朗
231 Ａ川Ｂ男
2034 Ｃ野Ｄ子
給与
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
健保番号
80596
81403
80201
81998
• 属性の社員名と所属のみ切り出す（射影）
中間リレーション
社員番号社員名
650 Ａ川Ｂ夫
1508 Ｂ田Ａ朗
231 Ａ川Ｂ男
2034 Ｃ野Ｄ子
2007/12/13
給与
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
情報システム構築第10回
健保番号
80596
81403
80201
81998
38
データベース演算（操作）
• データ操作言語
データベースの中のデータを操作するため
の言語
データを操作するとは、データの問合わせ
や更新を行うこと、すなわち、必要なデータ
をデータベースから入出力すること
人
データベース
データ操作
2007/12/13
情報システム構築第10回
プログラム
ｍａｉｎ（）
39
データベース演算（操作）
• リレーショナル代数
リレーショナルデータベースを操作するため
の方法（操作言語）
リレーショナルデータ操作言語
• データ操作言語を代数とよぶ理由
リレーショナルデータベースの場合、
データ操作を集合論に基づく、代数的手法
（すなわち数学的演算）で行うことができる
ので
2007/12/13
情報システム構築第10回
40
データベース演算（操作）
• リレーショナル代数の枠組（演算の種類）
• ４つの集合演算
–
–
–
–
和集合演算
差集合演算
共通集合演算
直積集合演算
• ４つのリレーショナル代数の演算
–
–
–
–
射影演算
選択演算
結合演算
商演算
2007/12/13
情報システム構築第10回
41
データベース演算（操作）
• ８つの演算は必ずしも独立ではない
• 例：共通集合を差集合で表す
Ｒ
Ｓ
Ｒ－Ｓ
Ｒ∩Ｓ
Ｓ－Ｒ
Ｒ∩Ｓ＝Ｒ－（Ｒ－Ｓ）
2007/12/13
情報システム構築第10回
42
データベース演算（操作）
• 結合演算は直積演算と選択演算
• 商演算は直積演算、射影演算、差演算
• リレーショナル代数は５つの演算（独立）
–
–
–
–
–
和集合演算
差集合演算
直積演算
射影演算
選択演算
2007/12/13
情報システム構築第10回
43
データベース演算（操作）
• 和両立(union compatible)
– リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
– リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
(1) ＲとＳの次数が等しい
ｎ＝ｍ
(2) 各ｉ（１≦ｉ≦ｎ）ＡｉとＢｉのドメインが等
しい
dom(Ａｉ)＝dom(Ｂｉ)
2007/12/13
情報システム構築第10回
44
データベース演算（操作）
• 和集合演算(union)
–
–
–
–
–
–
–
–
リレーションＲ
リレーションＳ
ＲとＳは和両立
ＲとＳの和（和集合）とは
Ｒ∪Ｓ＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ ∨ｔ∈Ｓ｝
∨は論理和をあらわす論理記号
ｔ∈Ｒ ∨ｔ∈Ｓはｔを変数とする命題、
すなわち述語（predicate)
リレーションはタプルを要素とする集合
結果リレーションの属性名のつけかた
2007/12/13
情報システム構築第10回
45
データベース演算（操作）
• 差集合演算(difference)
–
–
–
–
リレーションＲ
リレーションＳ
ＲとＳは和両立
ＲとＳの差（差集合）とは
ＲーＳ＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ ∧ ┓(ｔ∈Ｓ）｝
– ∧は論理積、 ┓は否定をあらわす論理記号
– ｔ∈Ｒ ∧ ┓(ｔ∈Ｓ）はｔを変数とする命題、
すなわち述語（predicate)
– Ｒにあって、Ｓに属していないタプル
2007/12/13
情報システム構築第10回
46
データベース演算（操作）
• 共通集合演算(intersection)
–
–
–
–
リレーションＲ
リレーションＳ
ＲとＳは和両立
ＲとＳの共通（共通集合）とは
Ｒ∩Ｓ＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ ∧ ｔ∈Ｓ｝
– ∧は論理積をあらわす論理記号
– ｔ∈Ｒ ∧ ｔ∈Ｓはｔを変数とする命題、すな
わち述語（predicate)
– Ｒにも、Ｓに属しているタプル
2007/12/13
情報システム構築第10回
47
データベース演算（操作）
• 直積集合演算(direct product)
– リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
– リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
（ｎとｍが等しくなくてもよい、ドメインは同じでな
くてもよい）
– ＲとＳの直積（直積集合）とは
Ｒ×Ｓ＝｛（ｒ，ｓ）｜ｒ∈Ｒ ∧ ｓ∈Ｓ｝
ｎ＋ｍ次のリレーション
（ｒ，ｓ）はｎ＋ｍ項のタプル
– ∧は論理積をあらわす論理記号
– ｒ∈Ｒ ∧ ｓ∈Ｓはｒ、ｓを変数とする命題、
すなわち述語（predicate)
2007/12/13
情報システム構築第10回
48
データベース演算（操作）
• 直積集合演算(direct product)
– 結果リレーションの属性名
どちらから来たものか明確にしておく必要があ
る（Ｒ、Ｓの中に同じ属性名がありうるので）
– 修飾
リレーションＲから来た属性Ａなら
Ｒ．Ａと表す
リレーションＳから来た属性Ａなら
Ｓ．Ａと表す
– ＲとＳが同じＲならば、左右を明示する
ＲをＲＬ、ＳをＲＲと書く
2007/12/13
情報システム構築第10回
49
データベース演算（操作）
• 直積集合演算(direct product)
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
給与
部門
部門番号部門名
Ｋ５５
データベース
Ｋ４１
人工知能
2007/12/13
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
部門長
650
1508
情報システム構築第10回
50
データベース演算（操作）
• 直積集合演算(direct product)
社員×部門
社員.社員番
号
社員.社員名社員.給与
650
650
1508
1508
231
231
2034
2034
2007/12/13
Ａ川Ｂ夫
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
Ｃ野Ｄ子
50
50
40
40
60
60
30
30
社員.所属
部門.部門番
号
部門.部門名
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ５５
Ｋ４１
情報システム構築第10回
データベース
人工知能
データベース
人工知能
データベース
人工知能
データベース
人工知能
部門.部門長
650
1508
650
1508
650
1508
650
1508
51
データベース演算（操作）
• 射影(projection)
縦方向に切り出す
指定した属性のみをもってくる
• タプルの重複はない
リレーションは集合であるから
• 例
リレーション供給の属性集合｛供給元、部
品｝上の射影
2007/12/13
情報システム構築第10回
52
データベース演算（操作）
• 例：リレーション供給の
属性集合｛供給元、部品｝上の射影
供給
供給元
Ａ１１
Ａ１１
Ａ１１
Ａ１２
Ａ１２
Ａ１３
Ａ１３
Ａ１３
2007/12/13
部品
Ｐ１０１
Ｐ１０２
Ｐ１０２
Ｐ１０２
Ｐ１０３
Ｐ１０１
Ｐ１０２
Ｐ１０３
供給先
Ｋ５５
Ｋ５１
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５１
Ｋ４１
Ｋ５１
Ｋ５１
情報システム構築第10回
供給［供給元，部品］
供給元
部品
Ａ１１
Ｐ１０１
Ａ１１
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０３
Ａ１３
Ｐ１０１
Ａ１３
Ｐ１０２
Ａ１３
Ｐ１０３
53
データベース演算（操作）
• 例：リレーション供給の
属性集合｛供給元、部品｝上の射影
供給
供給元
Ａ１１
Ａ１１
Ａ１１
Ａ１２
Ａ１２
Ａ１３
Ａ１３
Ａ１３
2007/12/13
部品
Ｐ１０１
Ｐ１０２
Ｐ１０２
Ｐ１０２
Ｐ１０３
Ｐ１０１
Ｐ１０２
Ｐ１０３
供給先
Ｋ５５
Ｋ５１
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５１
Ｋ４１
Ｋ５１
Ｋ５１
タプルの重複はない
情報システム構築第10回
このタプルは不要
供給［供給元，部品］
供給元
部品
Ａ１１
Ｐ１０１
Ａ１１
Ｐ１０２
Ａ１１
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０３
Ａ１３
Ｐ１０１
Ａ１３
Ｐ１０２
Ａ１３
Ｐ１０３
集合だから
54
データベース演算（操作）
• 射影(projection) フォーマルな定義
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
Ｒの全属性集合｛Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ｝の
部分集合をＸとする
Ｘ＝｛Ａｉ１，Ａｉ２，・・・，Ａｉｋ｝
１≦ｉ１＜ｉ２＜・・・＜ｉｋ≦ｎ
Rの全属性集合
Rの属性の部分集合
X
2007/12/13
A1 A2 A3
Ai1 Ai2
情報システム構築第10回
An
Ain
55
データベース演算（操作）
• 射影(projection) フォーマルな定義
• ＲのＸ上の射影
Ｒ［Ｘ］、またはＲ［Ａｉ１，Ａｉ２，・・・，Ａｉｋ］
Ｒ［Ａｉ１，Ａｉ２，・・・，Ａｉｋ］
＝｛ｕ｜ｕ∈dom(Ａｉ１)× dom(Ａｉ２) × ・・・ × dom(Ａｉｋ) ∧
(∃ｔ∈Ｒ）（ｔ［Ａｉ１］＝ｕ［Ａｉ１］ ∧ ｔ［Ａｉ２］＝ｕ［Ａｉ２］ ∧ ・・・
∧ ｔ［Ａｉｋ］＝ｕ［Ａｉｋ］）
Ｒの中に存在する(∃)元（ゲン、要素）のタプルを、
指定する属性で、もってきているという意味、
∃は存在作用素
2007/12/13
情報システム構築第10回
56
データベース演算（操作）
• 属性名
元の属性名を使用する
• タプル
ｔ＝（ａ１，ａ２，・・・，ａｎ）を
Ｒ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）のタプルとする
ＸはＲの全属性集合の部分集合
Ｘ＝｛Ａｉ１，Ａｉ２，・・・，Ａｉｋ｝
ｔのＸ上の射影
（ａｉ１，ａｉ２，・・・，ａｉｋ）ｋ次のタプル
ｔ［Ｘ］と表す
またはｔ［Ａｉ１，Ａｉ２，・・・，Ａｉｋ］
2007/12/13
情報システム構築第10回
57
データベース演算（操作）
• 選択(selection)
横方向に切り出す
条件を満たすタプルのみをもってくる
• 制限(restriction)ともいう
2007/12/13
情報システム構築第10回
58
データベース演算（操作）
• θｰ比較可能(θ- comparable)
• ２つの属性がθｰ比較可能とは
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
属性ＡｉとＡｊとがθｰ比較可能とは、
（１）ｄｏｍ（Ａｉ）＝ｄｏｍ（Ａｊ）
（２）Ｒの任意のタプルについて、
ｔ［Ａｉ］θｔ［Ａｊ］の真偽が常に定まる
２項の述語ｔ［Ａｉ］θｔ［Ａｊ］がｔのＡｉ値とｔのＡｊ値がθの関係に
あるとき真、そうでないとき偽
θは具体的には＞，≧，＝，≦，＜，≠
読み方、大なり、以上、等号、以下、小なり、不等号
2007/12/13
情報システム構築第10回
59
データベース演算（操作）
• θｰ比較可能の例
商品
商品番号
G110
G120
G130
G140
G150
商品名
原価
売価
定価
刺身
600
500
980
豆腐
90
75
120
卵
95
100
140
コーヒー豆
700
860
860
ケーキ
200
250
300
θｰ比較可能ではない
2007/12/13
θｰ比較可能
情報システム構築第10回
60
データベース演算（操作）
• θｰ選択(θ- selection)演算
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
• Ｒの属性ＡｉとＡｊ上のθｰ選択とは、
Ｒ［Ａｉ θ Ａｊ］
＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ ∧ ｔ［Ａｉ］θｔ［Ａｊ］｝
θ選択は
タプルｔのＡｉ成分ｔ［Ａｉ］と
タプルｔのＡｊ成分ｔ［Ａｊ］とが
θの関係にあるタプルを選択すること
2007/12/13
情報システム構築第10回
61
データベース演算（操作）
• θｰ選択の例
商品[原価＞売価］
商品番号商品名
原価
売価
定価
G110
刺身
600
500
980
G120
豆腐
90
75
120
G130
卵
95
100
140
G140
コーヒー豆
700
860
860
G150
ケーキ
200
250
300
θｰ選択、＞ｰ選択
商品[原価＞売価］
商品番号商品名
G110
刺身
G120
豆腐
2007/12/13
原価
売価
600
90
情報システム構築第10回
定価
500
75
980
120
62
データベース演算（操作）
• θｰ選択演算（１つの属性と一定値）
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
• ２つの属性ＡｉとＡｊ上のθｰ選択
→ １つの属性でのθｰ選択
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）の属性Ａｉ
の値ｔ［Ａｉ］と値ｃに関するθｰ選択の定義
Ｒ［Ａｉθｃ］＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ∧ｔ［Ａｉ］θｃ｝
2007/12/13
情報システム構築第10回
63
データベース演算（操作）
• θｰ選択演算（１つの属性と一定値）
• 定値リレーションの導入
直積演算、θｰ選択、射影演算
（１）定値リレーションＣＯＮＳＴ
属性Ｃ、値ｃ
（２）
直積
θｰ選択
Ｒ［Ａｉ θ ｃ］
＝（（Ｒ×ＣＯＮＳＴ）［Ｒ．Ａｉ θ ＣＯＮＳＴ．Ｃ］）
［Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ］
射影（属性Ｃを除去）
2007/12/13
情報システム構築第10回
64
データベース演算（操作）
• 結合(join)
タプルとタプルのつながりは、属性値を介し
て陰(implicit)に表されている
陰⇔陽(explicit)
• ＣＯＤＡＳＹＬ
親子集合、ポインタ
陽に表されている
2007/12/13
情報システム構築第10回
65
データベース演算（操作）
• 結合(join)
θｰ結合(θｰjoin)
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
ＡｉとＢｊをθｰ比較可能な属性
• ＲとＳのＡｉとＢｊ上のθｰ結合の定義
Ｒ［ＡｉθＢｊ］Ｓ
＝｛（ｔ，ｕ）｜ｔ∈Ｒ∧ｕ∈Ｓ∧
ｔ［Ａｉ］θｕ［Ｂｊ］｝
• 等結合(equi-join)
θが等号（＝）のとき
2007/12/13
情報システム構築第10回
66
データベース演算（操作）
• 等結合の例
（２つのリレーション社員、部門の結合）
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
給与
部門
部門番号部門名
Ｋ５５
データベース
Ｋ４１
人工知能
2007/12/13
情報システム構築第10回
50
40
60
30
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
部門長
650
1508
67
データベース演算（操作）
• 等結合の例
（２つのリレーション社員、部門の結合）
社員[所属＝部門番号］部門
社員.社員番
社員.給社員.所
号
社員.社員名与
属
650
1508
231
2034
2007/12/13
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
50
40
60
30
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
部門.部
門番号
部門.部門名
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
データベース
人工知能
人工知能
データベース
情報システム構築第10回
部門.部門
長
650
1508
1508
650
68
データベース演算（操作）
• ＞ｰ結合(greater than join)の例
（同じリレーションどうしの結合の場合）
社員[給与＞給与］社員
社員.社
員番号
社員.給社員.所
社員.社員名与
属
650
650
1508
231
231
231
Ａ川Ｂ夫
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ａ川Ｂ男
Ａ川Ｂ男
50
50
40
60
60
60
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ４１
社員.社
員番号
1508
2034
2034
650
1508
2034
社員Ｌを社員と表記
2007/12/13
情報システム構築第10回
社員.社員名
Ｂ田Ａ朗
Ｃ野Ｄ子
Ｃ野Ｄ子
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ｃ野Ｄ子
社員.給社員.所
与
属
40
30
30
50
40
30
Ｋ４１
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ５５
社員Ｒを社員と表記
69
データベース演算（操作）
• θｰ結合は直積演算とθｰ選択演算で定義する
ことができる
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
ＡｉとＢｊをθｰ比較可能な属性
• ＲとＳのＡｉとＢｊ上のθｰ結合の定義
Ｒ［ＡｉθＢｊ］Ｓ
＝（Ｒ×Ｓ）［Ｒ.Ａｉ θ Ｓ.Ｂｊ］
直積
θｰ選択
Ｒの属性ＡｉとＡｊ上のθｰ選択
2007/12/13
情報システム構築第10回
Ｒ［Ａｉ θ Ａｊ］
70
データベース演算（操作）
• θｰ結合演算の概念を
ｋ個の属性の組み合わせに拡張
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
からｋ個の属性の組
（Ａｉ１，Ｂｉ１’），
θ１ｰ比較可能
（Ａｉ２，Ｂｉ２’），
θ２ｰ比較可能
・・・，
（Ａｉｋ，Ｂｉｋ’）
θｋｰ比較可能
• ＲとＳのこれらの属性の組の上の結合
2007/12/13
情報システム構築第10回
71
データベース演算（操作）
• 結合：属性の組の例
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2007/12/13
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
年齢給与
47
50
50
40
45
60
30
30
情報システム構築第10回
所属
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
72
データベース演算（操作）
• 結合：属性の組の例
社員[年齢＜年齢，給与＞給与］社員
社員.社
員番号
社員.
社員.社員名年齢
650 Ａ川Ｂ夫
231 Ａ川Ｂ男
231 Ａ川Ｂ男
47
45
45
社員.給社員.所
与
属
50 Ｋ５５
60 Ｋ４１
60 Ｋ４１
社員.社
員番号
社員.社員名
1508 Ｂ田Ａ朗
650 Ａ川Ｂ夫
1508 Ｂ田Ａ朗
社員Ｌを社員と表記
2007/12/13
情報システム構築第10回
社員. 社員.給社員.所
年齢与
属
50
47
50
40 Ｋ４１
50 Ｋ５５
40 Ｋ４１
社員Ｒを社員と表記
73
データベース演算（操作）
• 自然結合(natural join)
• リレーションＲ（Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ）
リレーションＳ（Ｂ１，Ｂ２，・・・，Ｂｍ）
共通の属性（結合属性）Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃｋ
ｄｏｍ（Ｒ．Ｃｉ）＝ｄｏｍ（Ｓ．Ｃｉ）とする
• ＲとＳの自然結合（Ｒ＊Ｓ）
Ｒ＊Ｓ＝｛（ｔ，ｖ）｜ｔ∈Ｒ ∧
ｖ∈dom(Ｄ1)× dom(Ｄ2)× ・・・ × dom(Ｄm-k) ∧
(∃ｕ∈Ｓ)（ｔ[Ｃ1]＝ｕ[Ｃ1] ∧・・・∧ｔ[Ｃk]＝ｕ[Ｃk] ∧
v［D1］=u［D1］∧・・・∧ v［Dm-k］=u［Dm-k］) ｝
ただし
{B1,B2,・・・,Bm} - {C1,C2,・・・,Ck} = {D1,D2,・・・,Dm-k}
2007/12/13
情報システム構築第10回
74
データベース演算（操作）
• 自然結合の例
結合属性は部門番号
社員
社員番号
650
1508
231
2034
社員名
Ａ川Ｂ夫
Ｂ田Ａ朗
Ａ川Ｂ男
Ｃ野Ｄ子
給与
部門
部門番号部門名
Ｋ５５
データベース
Ｋ４１
人工知能
2007/12/13
情報システム構築第10回
50
40
60
30
部門番号
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
部門長
650
1508
75
データベース演算（操作）
• 自然結合の例
社員＊部門
社員番号社員名
650 Ａ川Ｂ夫
1508 Ｂ田Ａ朗
231 Ａ川Ｂ男
2034 Ｃ野Ｄ子
2007/12/13
給与
50
40
60
30
部門番号
Ｋ５５
Ｋ４１
Ｋ４１
Ｋ５５
情報システム構築第10回
部門名
部門長
データベース
650
人工知能
1508
人工知能
1508
データベース
650
76
データベース演算（操作）
• 自然結合(natural join)
• インナー結合
• アウター結合
2007/12/13
情報システム構築第10回
77
データベース演算（操作）
• 商(division)
• リレーションR(A1,A2,・・・,An-m,B1,B2,・・・,Bm）
リレーションS(B1,B2,・・・,Bm)
Rはｎ次、Sはｍ次（ｎ＞ｍ）
• ＲをＳで割った商Ｒ÷Ｓは
Ｒ÷Ｓ＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ［Ａ１，Ａ２，・・・，Ａn-m］ ∧
(∀ｕ∈Ｓ)（（ｔ，ｕ）∈Ｒ）｝
ただし
∀は全称作用素で、すべての（ｆｏｒａｌｌ）を表す
2007/12/13
情報システム構築第10回
78
データベース演算（操作）
• 商(division)
ｔ
ｕ
• リレーションR(A1,A2,・・・,An-m, B1,B2,・・・,Bm）
リレーションS(B1,B2,・・・,Bm)
Rはｎ次、Sはｍ次（ｎ＞ｍ）
• ＲをＳで割った商Ｒ÷Ｓは
Ｒ÷Ｓ＝｛ｔ｜ｔ∈Ｒ［Ａ１，Ａ２，・・・，Ａn-m］ ∧
(∀ｕ∈Ｓ)（（ｔ，ｕ）∈Ｒ）｝
ただし
∀は全称作用素で、すべての（ｆｏｒａｌｌ）を表す
• Ｒのタプルをｔとｕにわけ、Ｓの各タプルのすべてのｕに
対応しているｔの集合
2007/12/13
情報システム構築第10回
79
データベース演算（操作）
• 商の例
部品供給　Ｒ
供給元Ａ１部品Ｂ１
Ａ１１
Ｐ１０１
Ａ１１
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０２
Ａ１２
Ｐ１０３
Ａ１３
Ｐ１０１
Ａ１３
Ｐ１０２
Ａ１３
Ｐ１０３
2007/12/13
必要部品　Ｓ
部品Ｂ１
Ｐ１０１
Ｐ１０２
部品供給÷必要部品
情報システム構築第10回
Ｒ÷Ｓ
供給元
Ａ１１
Ａ１３
80
データベース演算（操作）
• 商の検算(？)例（Ｒ÷Ｓ）×Ｓ
必要部品　Ｓ
部品Ｂ１
Ｐ１０１
Ｐ１０２
部品供給÷必要部品
Ｒ÷Ｓ
供給元
Ａ１１
Ａ１３
2007/12/13
部品供給　Ｒ
供給元Ａ１部品Ｂ１
Ａ１１
Ｐ１０１
Ａ１１
Ｐ１０２
Ａ１３
Ｐ１０１
Ａ１３
Ｐ１０２
情報システム構築第10回
81
データベース演算（操作）
• 商の例
部品供給　Ｒ
供給元Ａ１部品Ｂ１
t1
u1
t1
u2
t2
u2
t2
u3
t3
u1
t3
u2
t3
u3
2007/12/13
必要部品　Ｓ
部品Ｂ１
u1
u2
部品供給÷必要部品
情報システム構築第10回
Ｒ÷Ｓ
供給元
t1
t3
82
正規形
• 第1正規形
各タプルの各属性値が
– 集合ではない
– ベクトルのような値の並び（複合値）ではない
• リレーショナルデータベース
ＤＢ＝｛Ｒ１，Ｒ２，･･･，Ｒｎ｝
（リレーション内、リレーション間で一貫性制約）
• Ｒ１，Ｒ２，･･･，Ｒｎが第1正規形である
これで十分か？
→十分ではない（更新時異状が噴出）
→高次の正規化が必要
2007/12/13
情報システム構築第10回
83
正規形
• 第1正規形で十分ではない例
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名
数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
5
1
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
主キーは｛顧客名，商品名｝
2007/12/13
情報システム構築第10回
84
正規形
• 第1正規形で十分ではない例
タプル挿入時異状
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
ー
商品名
数量
単価
金額
テレビ
3 198,000
594,000
テレビ
10 198,000 1,980,000
洗濯機
5
59,800
299,000
餅つき機
1
29,800
29,800
電子レンジ
ー
74,800
ー
主キー（顧客名，商品名）の顧客名が空値
挿入できない
2007/12/13
情報システム構築第10回
85
正規形
• 第1正規形で十分ではない例
タプル削除時異状
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名
数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
5
1
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
餅つき機，単価29,800の情報が失われる
2007/12/13
情報システム構築第10回
86
正規形
• 第1正規形で十分ではない例
タプル修正時異状（１）
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名
数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
5
1
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
テレビの単価が148000に変更になったとき
修正が2箇所に及ぶ
2007/12/13
情報システム構築第10回
87
正規形
• 第1正規形で十分ではない例
タプル修正時異状（２）
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名
数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
5
1
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
餅つき機から洗濯機に変更すると，餅つき機の
単価情報が失われる
2007/12/13
情報システム構築第10回
88
正規形
• 更新時異状の原因
• ２つの異なる事象のデータが１つのリレー
ションに格納されているから
• ２つの事象
– どの顧客がどの商品を何個注文したか
– ある商品の単価
• それなら分解すればよい
これをone fact in one relationといったりする
2007/12/13
情報システム構築第10回
89
正規形
• 分解(decomposition)
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
注文［顧客名，商品名，数量，金額］
顧客名商品名数量
金額
Ａ商店テレビ
3 594,000
Ｂマートテレビ
10 1,980,000
Ｂマート洗濯機
5 299,000
Ｃ社
餅つき機
1 29,800
2007/12/13
単価
金額
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
リレーション注文の
属性集合｛顧客名，商
品名，数量，金額｝上
の射影
情報システム構築第10回
90
正規形
• 分解
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
商品名数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
単価
金額
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
リレーション注文の
属性集合｛商品名，単
価｝上の射影
2007/12/13
情報システム構築第10回
注文［商品名，単価］
商品名単価
テレビ
198,000
テレビ
198,000
洗濯機
59,800
餅つき機
29,800
91
• 分解
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
正規形
商品名数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
単価
金額
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
注文［顧客名，商品名，数量，金額］
顧客名商品名数量
金額
Ａ商店テレビ
3 594,000
Ｂマートテレビ
10 1,980,000
Ｂマート洗濯機
5 299,000
Ｃ社
餅つき機
1 29,800
2007/12/13
情報システム構築第10回
注文［商品名，単価］
商品名
単価
テレビ
198,000
洗濯機
59,800
餅つき機
29,800
92
正規形
• 分解（何も考慮せず、無作為の分解）
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
注文［顧客名，商品名］
顧客名商品名
Ａ商店テレビ
Ｂマートテレビ
Ｂマート洗濯機
Ｃ社
餅つき機
2007/12/13
商品名数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
単価
金額
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
注文[商品名，数量，単価，金額］
商品名数量
単価
金額
テレビ
3 198,000 594,000
テレビ
10 198,000 1,980,000
洗濯機
5 59,800 299,000
餅つき機
1 29,800
29,800
情報システム構築第10回
93
正規形
• 自然結合（結合属性：商品名）をとる
注文［顧客名，商品名］
顧客名商品名
Ａ商店テレビ
Ｂマートテレビ
Ｂマート洗濯機
Ｃ社
餅つき機
注文
顧客名
Ａ商店
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
2007/12/13
注文[商品名，数量，単価，金額］
商品名数量
単価
金額
テレビ
3 198,000 594,000
テレビ
10 198,000 1,980,000
洗濯機
5 59,800 299,000
餅つき機
1 29,800
29,800
商品名
数量
テレビ
テレビ
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
3
10
5
1
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
情報システム構築第10回
意味のな
意味のな
いタプル
いタプル
結合のわな
94
正規形
• リレーションの情報無損失分解
• 無損失ではない例
注文を｛顧客名，商品名｝、｛商品名，数量，
単価，金額｝上の射影として分解すると、
自然結合の結果、意味のないタプルが出現
する
この現象を結合のわなという
2007/12/13
情報システム構築第10回
95
正規形
• 情報損失分解（先の例を次のように分解）
R1
A1
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
R
B1
Ａ商店
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
2007/12/13
R2
A1
C1
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
B1
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
A1
C1
テレビ
テレビ
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
3
10
3
10
5
1
C2
C3
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
C2
C3
198,000
594,000
198,000 1,980,000
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
情報システム構築第10回
意味のな
意味のな
いタプル
いタプル
元のＲに無い
「結合のわな」
96
正規形
• 多値従属性の例（参考書１９ｐ．８７）
フライト
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
乗客名
Ａ
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ｃ
• one fact in one relationに反している
• クルーの変更、乗客の追加、削除などが生
じると「フライト」の変更が煩雑になる
2007/12/13
情報システム構築第10回
97
• 多値従属性の例
正規形
フライト
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
クルー
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
2007/12/13
乗客名
Ａ
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ｃ
フライト番号が決ま
れば、複数のク
ルー名が決まる
（多値従属）
フライト番号が決ま
れば、複数の乗客
名が決まる
（多値従属）
乗客
フライト番号乗客名
55
Ａ
55
Ａ
55
Ｂ
55
Ｂ
55
Ｃ
55
Ｃ
情報システム構築第10回
98
正規形
• 多値従属性の例
フライト
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
55
Ｐ
55
Ｓ
クルー
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
Ｓ
2007/12/13
乗客名
Ａ
Ａ
Ｂ
Ｂ
Ｃ
Ｃ
乗客
フライト番号乗客名
55
Ａ
55
Ｂ
55
Ｃ
情報システム構築第10回
99
正規形
• 関数従属性
関数（写像）関係
・
・
・
・
・
・
・
・
Ａ１，Ａ２，・・・・，Ａｌ
Ｂ１，Ｂ２，・・・・，Ｂｍ
注：ここでの「関数」は「写像」と同義
2007/12/13
情報システム構築第10回
100
正規形
• 関数従属性
関数的に決定する
関数的に従属する
決定子、被決定子
関数従属性
Ａ１Ａ２・・・・Ａｌ → Ｂ１Ｂ２・・・・Ｂｍ
が存在すると
Ａ・・・・はＢ・・・・を関数的に決定する
Ｂ・・・・はＡ・・・・に関数的に従属する
Ａ・・・・を決定子という、Ｂ・・・・を被決定子という
2007/12/13
情報システム構築第10回
101
正規形
• 関数従属性の例
• 顧客は同一商品を重複しては注文しないと
する（主キーのキー制約に違反するので）
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
Ｂマート
Ｃ社
2007/12/13
商品名
数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
テレビ
餅つき機
3
10
5
1
5
2
単価
金額
198,000
594,000
198,000 1,980,000
59,800
299,000
29,800
29,800
198,000
990,000
29,800
59,600
情報システム構築第10回
102
正規形
• 関数従属性の例
注文
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
•
•
•
•
•
商品名数量
テレビ
テレビ
洗濯機
餅つき機
単価
金額
3 198,000 594,000
10 198,000 1,980,000
5 59,800 299,000
1 29,800
29,800
ｆ１：｛顧客名，商品名｝→数量
ｆ２：商品名→単価
ｆ３：｛商品名，数量｝→金額
ｆ４：｛数量，単価｝→金額
ｆ５：｛数量，金額｝→単価
2007/12/13
情報システム構築第10回
103
第2正規形
• 第２正規形でない例（候補キー（主キー）の
部分集合に関数従属しているスキーマ）
非第2正規形
注文
顧客名
商品名
Ａ商店
テレビ
Ｂマート
テレビ
Ｂマート
洗濯機
Ｃ社
餅つき機
Ｄスーパーパン焼機
数量
3
10
5
1
2
単価
198,000
198,000
59,800
29,800
29,800
• 候補キーの部分集合に関数従属している
（単価は商品名に関数従属している）
2007/12/13
情報システム構築第10回
104
第2正規形
• 第２正規形への分解
注文数量
顧客名
商品名
数量
Ａ商店
テレビ
Ｂマート
テレビ
Ｂマート
洗濯機
Ｃ社
餅つき機
Ｄスーパーパン焼機
商品単価
商品名
単価
テレビ
198,000
テレビ
198,000
洗濯機
59,800
餅つき機
29,800
パン焼機
29,800
掃除機
9,800
3
10
5
1
2
商品の追加ＯＫ
2007/12/13
情報システム構築第10回
105
第3正規形
• 第３正規形
（１）Ｒは第２正規形である
（２）Ｒのすべての非キー属性はＲのいかなる
候補キーにも推移的に従属しない
2007/12/13
情報システム構築第10回
106
第3正規形
• 第３正規形ではない
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
2007/12/13
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
情報システム構築第10回
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
107
第3正規形
• 第３正規形ではない
タプル挿入時異状
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
K45
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
千葉
キー制約にふれる
2007/12/13
情報システム構築第10回
108
第3正規形
• 第３正規形ではない
タプル削除時異状
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
Ｋ５８、静岡が失われる
2007/12/13
情報システム構築第10回
109
第3正規形
• 第３正規形ではない
タプル修正時異状
Ｋ４１が東京から千葉に変更
鶴窪の所属がＫ５８からＫ５５に変更
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
Ｋ５８、静岡が失われる
2007/12/13
情報システム構築第10回
110
第3正規形
• 第３正規形ではない例
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
社員番号→勤務地という関数従属性は
社員番号→所属 ∧ 所属→勤務地 ⇒ 社員番号→勤務地
導出された推移的関数従属性
2007/12/13
111
情報システム構築第10回
第3正規形
• 第３正規形に分解
社員[社員番号，社員名，給与，所属］
社員番号社員名
給与所属
650 阿部昭博
50 Ｋ５５
1508 斎藤美恵子
40 Ｋ４１
231 神田茂
60 Ｋ４１
2034 渡辺和代
40 Ｋ５５
2100 鶴窪隆博
40 Ｋ５８
2007/12/13
情報システム構築第10回
社員[所属，勤務地］
所属
勤務地
Ｋ５５
神奈川
Ｋ４１
東京
Ｋ４１
東京
Ｋ５５
神奈川
Ｋ５８
静岡
112
ボイスコッド正規形
• ボイスコッド正規形（ＢＣＮＦ）
• ３ＮＦであるが，ＢＣＮＦではない例
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
ｓｔｕｄｅｎｔ，ｃｏｕｒｓｅ，ｔｅａｃｈｅｒ
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
• 主キー｛学生名，科目名｝
科目を担当する教官は複数
その中から１人を選ぶ
• 教官は１科目のみ担当
2007/12/13
情報システム構築第10回
113
ボイスコッド正規形
• ボイスコッド正規形
• ３ＮＦであるが，ＢＣＮＦではない例
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
2007/12/13
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
情報システム構築第10回
114
ボイスコッド正規形
• ボイスコッド正規形
• ３ＮＦであるが，ＢＣＮＦではない例
• タプル挿入時の異状
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
2007/12/13
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
ＣＧ
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
Ａ氏
情報システム構築第10回
115
ボイスコッド正規形
• ボイスコッド正規形
• ３ＮＦであるが，ＢＣＮＦではない例
• タプル削除時の異状
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
2007/12/13
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
情報システム構築第10回
116
ボイスコッド正規形
• ボイスコッド正規形
• ３ＮＦであるが，ＢＣＮＦではない例
• タプル修正時の異状
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
認知科学
履修科目の変更
2007/12/13
情報システム構築第10回
117
ボイスコッド正規形
SCT
学生名
三枝義典
三枝義典
三浦郁子
田母神裕子
科目名
データベース
数式処理
データベース
認知科学
教官名
増永良文
佐々木顕正
穂高義介
田畑隆一
• ボイスコッド正規形への分解
SCT[学生名，教官名］
学生名
教官名
三枝義典
増永良文
三枝義典
佐々木顕正
三浦郁子
穂高義介
田母神裕子田畑隆一
2007/12/13
SCT［教官名，科目名］
教官名
科目名
増永良文
データベース
佐々木顕正数式処理
穂高義介
データベース
田畑隆一
認知科学
情報システム構築第10回
118
第4正規形
• 第４正規形
• 関数従属性を用いた正規形
第２，第３正規形
• 決定子を候補キーに限定した正規形
ボイスコッド正規形
• 多値従属性に着目した正規形
第４正規形
2007/12/13
情報システム構築第10回
119
第4正規形
• 第４正規形
• 多値従属性フライト番号→→クルー名｜乗客名
直交
フライト
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
P
55
Ｐ
55
S
55
S
55
Ｓ
505
P'
505
S'
2007/12/13
乗客名
Ａ
B
C
A
B
Ｃ
A'
A'
情報システム構築第10回
120
第4正規形
• 第４正規形に正規化
クルー
フライト番号クルー名
55
Ｐ
55
S
505
P'
505
S'
2007/12/13
乗客
フライト番号乗客名
55
Ａ
55
B
55
C
505
A'
情報システム構築第10回
121
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• リレーショナル代数
集合論
• リレーショナル論理
述語論理
• リレーショナル完備
• よりユーザーフレンドリーなインターフェース
• そこでＳＱＬ
Structured Query Language
そのルーツはＩＢＭ社ＳＥＱＵＥＬ
Structured English Query Language
2007/12/13
情報システム構築第10回
122
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• リレーショナル代数やリレーショナル論理に
不足している機能
• 合計，平均，最大，といった自然な質問
集約関数の導入
• プログラミング言語との連携
• データベース言語
データ操作言語，定義機能を含む
• ＳＱＬは
ＩＳＯの国際規格
ＪＩＳの国内規格
2007/12/13
情報システム構築第10回
123
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• リレーショナルデータベース言語の標準化
ＩＢＭサンノゼ研究所ＳＥＱＵＥＬ
カリフォルニア大学ＩＮＧＲＥＳＱＵＥＬ
ＩＢＭワトソン研究所ＱＢＥ
• データベース言語がバラバラである弊害
–
–
–
–
使用方法の習熟
ソフトウェアの書き換え
分散型データベースへの対応
選択
2007/12/13
情報システム構築第10回
124
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• ＡＮＳＩ（American National Standards
Institute)
アメリカ国家規格協会 1980年
• ＩＳＯ(International Organization for
Standardization) http://www.iso.ch
国際標準化機構（標準＝規格）
1982年からスタート
1987年ＩＳＯ9075 （ＩＳＯ規格，ＩＳＯ標準）
1987年ＪＩＳＸ 3005 （ＪＩＳ規格，ＪＩＳ標準）
ＩＳＯ８７→８９→９２→９９
2007/12/13
情報システム構築第10回
125
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• ＳＱＬによる質問（問合せ）
• リレーショナルデータモデル
属性，タプル，リレーション
• ＳＱＬ
列(column)，行(row)，表(table)
• 実表，ビュー表，導出表（問合せ結果）
• ＳＱＬの表では，重複したタプルの存在も可
マルチ集合
2007/12/13
情報システム構築第10回
126
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• ＳＱＬによる質問（問合せ）
具体的な質問をすること
「問合せを指定する」
問合せ指定
• 問合せ指定の基本形
これは大事まず
ＳＥＬＥＣＴ選択リスト
ＦＲＯＭ表参照リスト SELECT、FROM、
WHERE
ＷＨＥＲＥ探索条件
と丸暗記しよう
2007/12/13
情報システム構築第10回
127
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• ＳＥＬＥＣＴ値式リスト
リレーション代数の「射影」に相当
リレーション代数の「選択」には相当しない
リレーション代数の「選択」は
ＷＨＥＲＥ探索条件が相当する
• 選択リスト
値式（ちしき）（あたいしき）
列名（属性名）を指定
ただし簡単な計算を指定することもできる
例「給与」，「給与＊２」
複数指定可能
2007/12/13
情報システム構築第10回
128
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• ＦＲＯＭ表参照リスト
実表の名前
ビュー表の名前
複数指定可能
• ＷＨＥＲＥ探索条件
ｍ変数の述語，命題関数
• 導出表
結果リレーション
2007/12/13
情報システム構築第10回
129
• 例
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2100
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
鶴窪隆博
40 Ｋ５８
• ＳＥＬＥＣＴ社員名
ＦＲＯＭ社員
ＷＨＥＲＥ所属＝’Ｋ５５’
• 導出表（結果）
2007/12/13
情報システム構築第10回
勤務地
神奈川
東京
東京
神奈川
静岡
社員名
阿部昭博
渡辺和代
130
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• 表（ＳＱＬ）とリレーション（理論）の違い
• データ型（ドメインに対応）
– 文字列型
– 概数型
– 真数型
• 集約関数のサポート
ＣＯＵＮＴ、ＳＵＭ、ＡＶＧ、ＭＡＸ、ＭＩＮ
• ＤＩＳＴＩＮＣＴ，ＧＲＯＵＰ－ＢＹ，ＨＡＶＩＮＧ，
ＯＲＤＥＲ－ＢＹ
• ＢＥＴＷＥＥＮ，ＩＮ，ＬＩＫＥ，ＮＵＬＬ，ＥＸＩＳＴＳ
• 親言語への組み込み
2007/12/13
情報システム構築第10回
131
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• 単純質問（単純問合せ）
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
商品名
テレビ
洗濯機
テレビ
定価
198000
59800
98000
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ３
納品数量
3
10
5
10
2
2007/12/13
情報システム構築第10回
顧客
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ３
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｃ社
132
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ａ）全商品の全属性
ＳＥＬＥＣＴ＊ --＊はすべて
ＦＲＯＭ商品
導出表
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
商品名
テレビ
洗濯機
テレビ
定価
198000
59800
98000
情報システム構築第10回
133
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｂ）納品した商品の商品番号
ＳＥＬＥＣＴ商品番号
ＦＲＯＭ納品
導出表
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
重複がある
重複がある
• どの商品が延べ何回取引されたかわかる
2007/12/13
情報システム構築第10回
134
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｃ）納品した商品の商品番号，重複なし
ＳＥＬＥＣＴＤＩＳＴＩＮＣＴ商品番号
ＦＲＯＭ納品
導出表
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
重複がない
情報システム構築第10回
135
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｄ）商品番号，定価，２割引の値段
ＳＥＬＥＣＴ商品番号，定価，定価＊0.8
ＦＲＯＭ商品
• 導出表
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
商品名
テレビ
洗濯機
テレビ
定価
198000
59800
98000
158400
47840
78400
• 列の名前はつかない
2007/12/13
情報システム構築第10回
136
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｅ）定価が10万以上の商品の全列の値
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭ商品
ＷＨＥＲＥ定価≧100000
• 導出表
商品
商品番号商品名
Ｇ１
テレビ
2007/12/13
定価
198000
情報システム構築第10回
137
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｅ）定価が６万以上、２０万以下の商品の全
列の値
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭ商品
ＷＨＥＲＥ定価ＢＥＴＷＥＥＮ 60000 ＡＮＤ
200000
• 導出表
商品
商品番号商品名
Ｇ１
テレビ
Ｇ３
テレビ
2007/12/13
定価
198000
98000
情報システム構築第10回
138
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｅ）定価が６万以上、２０万以下の商品で、
商品名がテレビの全列の値
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭ商品
ＷＨＥＲＥ定価ＢＥＴＷＥＥＮ 60000 ＡＮＤ
200000
ＡＮＤ商品名＝Ｎ’テレビ’
• 導出表
2007/12/13
商品
商品番号商品名
Ｇ１
テレビ
Ｇ３
テレビ
情報システム構築第10回
定価
198000
98000
139
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｆ）商品を定価の安いから高い順
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭ商品
ＯＲＤＥＲＢＹ定価ＡＳＣ --ＡＳＣは省略可
（ascent）
• 導出表
商品
商品番号
Ｇ２
Ｇ３
Ｇ１
2007/12/13
商品名
洗濯機
テレビ
テレビ
定価
59800
98000
198000
情報システム構築第10回
140
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｆ）商品を定価の高いから安い順
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭ商品
ＯＲＤＥＲＢＹ定価ＤＥＳＣ --ＤＥＳＣはこの順
でならべたいとき省略不可
（descent）
• 導出表
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ３
Ｇ２
2007/12/13
商品名
テレビ
テレビ
洗濯機
定価
198000
98000
59800
情報システム構築第10回
141
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｇ）納品した商品の総数を商品番号ごとに
ＳＥＬＥＣＴ商品番号，ＳＵＭ（納品数量）
ＦＲＯＭ納品
ＧＲＯＵＰＢＹ商品番号
• 導出表
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
13
15
2
情報システム構築第10回
142
データベース言語ＳＱＬ
基本機能
• （ｇ）納品した商品の総数を商品番号ごとに、
納品数量が１０以上
ＳＥＬＥＣＴ商品番号，ＳＵＭ（納品数量）
ＦＲＯＭ納品
ＧＲＯＵＰＢＹ商品番号
ＨＡＶＩＮＧＳＵＭ（納品数量） ≧10
• 導出表
2007/12/13
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
13
15
情報システム構築第10回
143
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 結合質問(join query)
リレーショナル代数の結合(join)に相当
表参照リストに２つ以上指定
• 例「商品の商品番号と納品した商品の商品
番号が等しい商品情報（商品の全属性値）
と納品情報のすべての組を求めよ」
（商品表と納品表の等結合(equi-join)を属
性，商品番号上でとる）
2007/12/13
情報システム構築第10回
144
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 結合質問(join query)
• 等結合（equi-join)の例
ＳＥＬＥＣＴ商品．＊，納品．＊
ＦＲＯＭ商品，納品
ＷＨＥＲＥ商品．商品番号＝納品．商品番号
2007/12/13
情報システム構築第10回
145
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 使用する表
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
商品名
テレビ
洗濯機
テレビ
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ３
定価
198000
59800
98000
顧客
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ３
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｃ社
納品数量
3
10
5
10
2
情報システム構築第10回
146
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 等結合商品．商品番号=納品．商品番号
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ３
商品名
テレビ
洗濯機
テレビ
定価
198000
59800
98000
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ３
納品数量
3
10
5
10
2
2007/12/13
情報システム構築第10回
147
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 等結合
例：「商品の商品番号と納品した商品の商品番号が等し
い商品の全データと納品データの全ての組を求めよ」
ＳＥＬＥＣＴ商品．＊，納品．＊
ＦＲＯＭ商品，納品
ＷＨＥＲＥ商品．商品番号＝納品．商品番号
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
商品名
テレビ
テレビ
洗濯機
洗濯機
テレビ
定価
198000
198000
59800
59800
98000
納品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
情報システム構築第10回
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ３
納品数量
3
10
5
10
2
148
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 自然結合(natural join)の例
例：「商品データとそれを納入した顧客番号と納品数量を
全て求めよ」
ＳＥＬＥＣＴ商品．＊，顧客番号，納品数量
ＦＲＯＭ商品，納品
ＷＨＥＲＥ商品．商品番号=納品．商品番号
商品
商品番号
Ｇ１
Ｇ１
Ｇ２
Ｇ２
Ｇ３
2007/12/13
商品名
テレビ
テレビ
洗濯機
洗濯機
テレビ
定価
198000
198000
59800
59800
98000
顧客番号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ３
情報システム構築第10回
納品数量
3
10
5
10
2
149
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• ３つの表の自然結合
例：「納品状況を示す全ての商品名と顧客名と納品数量
の組を求めよ」
ＳＥＬＥＣＴ商品名，顧客名，納品数量
ＦＲＯＭ商品，納品，顧客
ＷＨＥＲＥ商品．商品番号=納品．商品番号
ＡＮＤ
納品．顧客番号=顧客．顧客番号
商品名
テレビ
テレビ
洗濯機
洗濯機
テレビ
2007/12/13
顧客名
Ａ商店
Ｂマート
Ｂマート
Ｃ社
Ｃ社
納品数量
3
10
5
10
2
情報システム構築第10回
150
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 自己結合(self-join)の例
同じ表を使用する
例：「上司よりも高給をとっている社員の社員番号とその
上司の社員番号を求めよ」
ＳＥＬＥＣＴＸ．社員番号，Ｙ．社員番号
ＦＲＯＭ社員Ｘ，社員Ｙ
ＷＨＥＲＥＸ．部長＝Ｙ．社員番号
ＡＮＤ
Ｘ．給与＞Ｙ．給与
社員
社員番号
650
1508
231
2034
2007/12/13
社員名
給与
所属
阿部昭博
50 Ｋ５５
斎藤美恵子
40 Ｋ４１
神田茂
60 Ｋ４１
渡辺和代
40 Ｋ５５
情報システム構築第10回
部長
650
1508
1508
650
151
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 自己結合(self-join)
同じ表を使用する
ＳＥＬＥＣＴＸ．社員番号，Ｙ．社員番号
ＦＲＯＭ社員Ｘ，社員Ｙ
ＷＨＥＲＥＸ．部長＝Ｙ．社員番号
ＡＮＤ
Ｘ．給与＞Ｙ．給与
社員
社員番号社員名給与
650 阿部昭博
1508 斎藤美恵子
231 神田茂
2034 渡辺和代
2007/12/13
所属
50 Ｋ５５
40 Ｋ４１
60 Ｋ４１
40 Ｋ５５
部長
650
1508
1508
650
社員
社員番号社員名給与
650 阿部昭博
1508 斎藤美恵子
1508 斎藤美恵子
650 阿部昭博
情報システム構築第10回
所属
50 Ｋ５５
40 Ｋ４１
40 Ｋ４１
50 Ｋ５５
部長
650
1508
1508
650
152
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 自己結合(self-join)
同じ表を使用する
ＳＥＬＥＣＴＸ．社員番号，Ｙ．社員番号
ＦＲＯＭ社員Ｘ，社員Ｙ
ＷＨＥＲＥＸ．部長＝Ｙ．社員番号
ＡＮＤ
Ｘ．給与＞Ｙ．給与
• 相関名またはタプル変数Ｘ，Ｙ
社員
社員
社員番号社員番号
231
1508
2007/12/13
情報システム構築第10回
153
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 入れ子型質問内側の問合せ
副問合せ
外側の問合せは主問合せ
• 例
ＳＥＬＥＣＴ顧客番号，顧客名
ＦＲＯＭ顧客
ＷＨＥＲＥ顧客番号ＩＮ
（ＳＥＬＥＣＴ顧客番号
ＦＲＯＭ納品
ＷＨＥＲＥ商品番号＝’Ｇ１’）
主問合せ
2007/12/13
副問合せ
情報システム構築第10回
154
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• ＳＱＬのリレーショナル完備性
すくなくともリレーショナル代数（リレーショ
ナル論理）と同等な質問機能をもっている
とき、リレーショナル完備という
和
差
直積
射影
選択
2007/12/13
情報システム構築第10回
155
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 和Ｒ∪Ｓ
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭＲ
ＵＮＩＯＮ
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭＳ
ただし，ＲとＳは和両立
2007/12/13
情報システム構築第10回
156
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 差Ｒ－Ｓ
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭＲ
ＷＨＥＲＥＮＯＴＥＸＩＳＴＳ
（ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭＳ）
ただし，ＲとＳは和両立
2007/12/13
情報システム構築第10回
157
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 直積Ｒ×Ｓ
ＳＥＬＥＣＴＲ．＊，Ｓ．＊
ＦＲＯＭＲ，Ｓ
2007/12/13
情報システム構築第10回
158
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 射影Ｒ［Ａｉ１，Ａｉ２，・・・・，Ａｉｋ］
ＳＥＬＥＣＴＡｉ１，Ａｉ２，・・・・，Ａｉｋ
ＦＲＯＭＲ
2007/12/13
情報システム構築第10回
159
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 選択Ｒ［Ａｉ θ Ａｊ］
ＳＥＬＥＣＴ＊
ＦＲＯＭＲ
ＷＨＥＲＥＡｉ θ Ａｊ
2007/12/13
情報システム構築第10回
160
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 更新操作
– 新しい行の挿入
– 不要となった行の削除
– 行の書き換え
2007/12/13
情報システム構築第10回
161
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 新しい行の挿入
表Ｒ（Ａ１，Ａ２，・・・・，Ａｎ）に
行（・・，ａ１’，ａ２’，・・・・，ａｐ’・・）
を挿入する
列名の指定（Ａ１’，Ａ２’，・・・・，Ａｐ’）
以外の属性値は空値
ＩＮＳＥＲＴ
ＩＮＴＯ
Ｒ（Ａ１’，Ａ２’，・・・・，Ａｐ’）
ＶＡＬＵＥＳ（ａ１’，ａ２’，・・・・，ａｐ’）
2007/12/13
情報システム構築第10回
162
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 削除
ＤＥＬＥＴＥ
ＦＲＯＭ
ＷＨＥＲＥ
2007/12/13
Ｒ
探索条件
情報システム構築第10回
163
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 書き換え
ＵＰＤＡＴＥＲ
ＳＥＴ
Ａ１’＝式１
Ａ２’＝式２
・・・・
Ａｐ’＝式ｐ
ＷＨＥＲＥ探索条件
2007/12/13
情報システム構築第10回
164
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬ
プログラムからＳＱＬを使用する
ＳＱＬでは、ＰＬ/Ⅰ、Ｃ、ＣＯＢＯＬ、ＦＯＲＴＲ
ＡＮ、ＡＤＡ、ＭＵＭＰＳ、ＰＡＳＣＡＬがホスト
言語（親言語）として規定されている
ＥＸＥＣＳＱＬで始まり、；で終わる
ＳＱＬ文
；
プリプロセッサが処理する
2007/12/13
情報システム構築第10回
165
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬ
• データの渡し方
次のＢＥＧＩＮからＥＮＤで挟み込んだところ
で、ＳＱＬと親言語両方で使用される変数
を定義する
埋め込みＳＱＬで使用するとき：をつける
ＥＸＥＣＳＱＬＢＥＧＩＮＤＥＣＬＡＲＥＳＥＣＴＩＯＮ；
ＥＸＥＣＳＱＬＥＮＤＤＥＣＬＡＲＥＳＥＣＴＩＯＮ；
2007/12/13
情報システム構築第10回
166
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬ
• データの渡し方
ＩＮＴＯ（ＳＥＬＥＣＴした属性の値を、プログラ
ムの中の変数に入れ込む）
• カーソルの使い方
• エラーの受け渡し
ＳＱＬＳＴＡＴＥ、ＳＱＬＣＯＤＥ
2007/12/13
情報システム構築第10回
167
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬ
• カーソルの使い方
カーソルを定義（ＤＥＣＬＡＲＥＣＵＲＳＯＲＦ
ＯＲこの次にＳＱＬ文）
カーソルを開く（ＯＰＥＮ）
１行をとりだす（ＦＥＴＣＨ）
（複数の行はダメ、複数の属性はＯＫ）
現在行の属性値を変数に入れる（ＩＮＴＯ）
カーソルを閉じる（ＣＬＯＳＥ）
2007/12/13
情報システム構築第10回
168
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬの例（Ｃ言語）
#include ”stdio.h”
main( ) {
….
float z, sdev;
….
EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;
char SQLSTATE(5), y(3);
float sal;
EXEC SQL END DECLARE SECTION;
y=” K55 ”;
z=0.0;
EXEC SQL DECLARE sal_cursor CURSOR FOR
SELECT 給与
FROM 社員
WHERE 部門=y;
2007/12/13
情報システム構築第10回
169
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬの例（Ｃ言語）
EXEC SQL OPEN sal_cursor;
while (strcmp (SQLSTATE, ”00000”)
{
EXEC SQL FETCH sal_cursor
INTO :sal;
z=z+sal*sal;
}
EXEC SQL CLOSE sal_cursor;
sdev=sqrt(z);
printf (“\n standard deviation of salary is %7.0f \n” , sdev);
}
2007/12/13
情報システム構築第10回
170
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬの例（ＰＨＰ言語）
<?php
//データベース接続文字列を作成
$db = mysqli_connect(“localhost”,“root”,“secret”,“whdb2”);
または
$db = mysql_connect(“localhost”,“root”,“secret”);
$seldb = mysql_select_db(“whdb2”);
//SQLコマンドを作成
$query = “select * from product order by prdid”;
//問い合わせを実行してリザルトセットを取得
$result = mysqli_query($db, $query);
または
$result = mysql_query( $query);
?>
2007/12/13
情報システム構築第10回
171
データベース言語ＳＱＬ
高度な問合せ指定機能
• 埋め込み型ＳＱＬの例（ＰＨＰ言語）
製品リスト(productlist) テーブル全件表示 <BR>
<TABLE border="1">
<TR><TD>製品ID</TD><TD>カテゴリ1</TD><td>カテゴリ2</td><td>カテゴリ
3</td><td>メーカー</td><td>製品名称</td><td>型番</td></TR>
<?php
while ($row = mysqli_fetch_array($result)){
print(
'<tr><td>'.$row["prdid"].
'</td><td>'.$row["category1"].
'</td><td>'.$row["category2"].
'</td><td>'.$row["category3"].
'</td><td>'.$row["maker"].
'</td><td>'.$row["prdname"].
'</td><td>'.$row["model"].
'</td></tr>');
}
mysqli_free_result($result);
mysqli_close($db)
?>
2007/12/13
情報システム構築第10回
172
まとめと次回
• データベース
• 次回
• プロジェクト管理
2007/12/13
情報システム構築第10回
173

Download Report