ITパスポート試験（シラバス6.2） テクノロジ系 データベース の出題傾向、学習ポイント、重要な用語を説明します。
「データベース」出題傾向
「データベース」から、4問程度（テクノロジ系45問中）出題されます。
平成５年過去（公開）問題でも、「データベース」からは４問でした。
令和元年から、ほとんど出題数に変化はありません。
Ver.○.○の表示について
用語が初めて掲載されたときの、シラバスのバージョンです。
Ver.4.0、Ver.5.0は、シラバスの比較的新しい用語です。
Ver.6.0と同じく要注意用語です。
表示がないのは、Ver.3以前からシラバスにある用語です。
データベース方式
データベースには、いくつも種類があるよ。
特徴・違いを覚えようね。
データベース
データベースは、体系的に構成された数値、文字列などのデータのあつまりです。
（ITパスポート シラバス Ver6.0より）
また、データを蓄積するソフトウェアを、「データベース」と呼ぶ場合もあります。
データベースを利用することで、大量のデータを高速に検索し、集計することができます。
データベース管理システム
DBMS（DataBase Management System）
データベース管理システムは、データを構造的に蓄積し、それらの一貫性を保ち、効率的に取り出すための機能を備えたものです。
（ITパスポート シラバス Ver6.0より）
「データベース」と呼ぶ場合もあります。
データモデル
データモデルは、データの構造を表現したものです。
たとえば、企業活動で利用する様々なデータを仕入先についてのデータ、商品に関するデータ、在庫に関するデータ、注文に関するデータ、売上に関するデータなどに整理した上でそれらの関係を表した図です。
ITパスポート試験には、次の４つのモデルが出ています。
（ITパスポート 令和４年 問83より）
①階層モデル
データ同士の関係を木構造で表現して、データを管理するモデルです。
②ネットワークモデル
データ同士の関係を網の目のようにつながった状態で表現して、管理するモデルです。
階層構造を構成する点では階層モデルと同じですが、多対多の親子関係を持ちます。
③関係モデル
データの集まりを表形式で表現して、データを管理するモデルです。
④オブジェクトモデル
データとデータの処理方法を、ひとまとめにしたオブジェクトとして表現して、データを管理するモデルです。
写真や画像や音声などの異なるデータを統合して扱うことができます。
問題をチェック! R4年 問83
関係データベース
関係データベース(リレーショナルデータベース）は、データを2次元の表によって表現し、データの一貫性を保ち、効率的に取り出すための機能を備えたものです。
| ↓ | データをお互いに結びつけて、効率よく必要なデータを取り出すことが出来る。 |
問題をチェック!
R5年 問59 R5年 問78 R5年 問100
RDBMS
Ver.4.0
RDBMS (Relational DataBase Management System)
RDBMSは、関係データベース を管理する仕組みです。
複数の利用者がデータの一貫性を確保しながら情報を共有するのに使います。
NoSQL
Ver.4.0
NoSQLは、SQLを使わないデータベースです。
大規模なデータを統計的に解析するなどの場合に使います。
SQL（Structured Query Language）は、関係データベースの操作を行うための言語です。
キーバリューストア（KVS）
Ver.6.0
キーバリューストアは、一つのキーに対して一つの値をとる形でデータを格納します。
NoSQLの一つです。
値の型は定義されていないので、様々な型の値を格納することができます。
（応用情報 令和3年春午前 問28より）
ドキュメント指向データベース
Ver.6.0
ドキュメント指向データベースは、データ項目の値として階層構造のデータをJSONやXML形式で記述されたドキュメントとして格納します。
また、 ドキュメントに対しインデックスを作成することもできます。
NoSQLの一つです。
グラフ指向データベース
Ver.6.0
グラフ指向データベースは、ノード、リレーション、プロパティで構成され、ノード間をリレーションでつないで構造化します。
ノード及びリレーションはプロパティをもつことができます。
（応用情報 令和3年春午前 問28より）
NoSQLの一つです。
データベース設計
各用語について、必要性・目的を覚えるといいよ。
データベース設計
データベース設計は、データベースでデータを管理できるように、対象世界を構成する実体（人、物、場所、事象など）を抽象化し、どのような情報をどういった構造でデータベース化するのか設計することです。
問題をチェック! R2年 問57
スキーマ
シラ外
データベースにおけるスキーマは、データベースにどんな種類のデータをどんな構造で格納するか定義するもので、簡単に言うと、「データベースの構造を表現する設計図」です。
基本情報の試験では、スキーマを次のように説明しています。
データの性質、形式、ほかのデータとの関連などのデータ定義の集合
（基本情報 平成26年秋午前 問26より）
データの結合
Ver.5.0
データの結合により、データ処理で、CPUやメモリ 等のリソース消費を抑え、コンピュータの処理時間を短くすることができます。
分析用のデータとしては、1 つのテーブルに必要な情報が全てまとまっているデータの方が望しいです。
しかし、1 つのテーブルに、必要なデータがすべて入ったデータを取得できないことが多くあります。
そのため、データを取得した後に、テーブル同士の結合処理を行います。
データの結合は、抽出する条件でレコードを絞り込み、必要なレコードのみを結合します。
データクレンジング
Ver.5.0
データクレンジングにより、データの品質を上げて正確にデータ分析できます。
データクレンジングは、データの中の「誤った情報」「不十分な情報」「形式が異なる情報」「重複している情報」「表記の揺れ」などを消去、修正することにより、分析や業務に適したデータに加工することです。
クレンジングには、「汚れを落とす」という意味があります。
問題をチェック! データ 予想2
E-R図
E-R図(Entity Relationship Diagram）
E-R図のEはエンティティ（実体）、Rはリレーションシップ（関連）の略です。
E-R図は、対象世界を構成する実体（人、物、場所、事象など）と実体間の関連を表した図です。
（ITパスポート 平成24年秋 問53より）
私たちが活動している現実の世界は、モノやコトが複雑に絡み合っているように見えます。
E-R図は、そのような世界をコンピュータで扱うための図です。
対象とする世界（ある会社の経理業務など）を、どのような実体（部署やデータなど）があって、実体同士がどのような関係なのかシンプルに表すことができます。
次のようなE-R図の利用目的が試験に出題されています
顧客や製品といった業務の管理対象聞の関係を図示し、その業務上の意味を明らかにする。
（ITパスポート 令和3年春 問1より）
データベースを設計するときに、データの関連を整理して表現する。
（ITパスポート 平成28年春 問84より）
問題をチェック! R3年 問70
主キー
主キーは、データベースの１つの行(レコード)を重複なく識別するための項目です。
主キーは、複数フィールド（列）を組み合わせて設定することができます。
（ITパスポート 平成28年秋 問95より）
主キーの値として、 NULLをもつことができません。
（ITパスポート 平成26年春 問64より）
NULL（ヌル）は、「何も示さないもの」を意味します。
問題をチェック!
R5年 問78 R4年 問65 R元年 問66
外部キー
外部キーは、関連した表（テーブル）と表（テーブル）を結ぶために設定する列のことです。
外部キーに設定されている列には、参照先となる表（テーブル）の列にある値しか設定できません。
インデックス
インデックスは、データベースの表（テーブル）から目的のデータを探し出すのを高速化させるものです。
必要に応じて設定し、利用する情報です。
（ITパスポート 平成30年春 問86より）
インデックス（index）には、本の巻末にある「索引」の意味があります。
正規化
正規化すると、データの追加・更新・削除に伴うデータの不整合や喪失が起きるのを防ぎ、保守の効率化ができます。
表を構成するフィールドの関連性を分析し、データの重複及び不整合が発生しないように、複数の表に分けることです。
（ITパスポート 令和元年 問87より）
データ操作
新しい用語はないから，
過去問題演習に力をいれよう。
和集合演算
シラ外
和集合演算は、二つの表の少なくとも一方にある行（重複した行は一方だけ）を取り込み、一つの表にします。
積集合演算
シラ外
積集合演算は、二つの表の両方にある行を取り出して、一つの表にします。
問題をチェック! R2年 問73
選択
選択は、指定したレコード（行）を抽出することです。
（ITパスポート 平成30年春 問65より）
射影
射影は、指定したフィールド（列）を抽出することです。
（ITパスポート 平成30年春 問65より）
問題をチェック! R4年 問98
結合
結合は、複数の表を一つの表にすることです。
（ITパスポート 平成30年春 問65より）
問題をチェック!
データ 予想1 R5年 問100 R3年 問95
トランザクション処理
データベースの保全についてだよ。
何の機能に関する用語なのか覚えるといいね。
トランザクション
Ver.5.0
トランザクションは、お互いに関係のある処理をひとまとまりの処理にまとめたものです。
トランザクション処理
トランザクション処理は、処理の一貫性を保つために、お互いに関係のある処理をひとまとまりの処理として扱うことです。
一連の処理が全て成功したら処理結果を確定し、途中で失敗したら処理前の状態に戻すことで、データの不整合を防ぎます。
コミット
シラ外
コミットは、トランザクション処理において、関連する処理がすべて正常に終了し、結果を確定させることです。
ロック
シラ外
データなどを一定の条件に基づいて、データの読み書きをできないようにする仕組みです。
排他制御の代表的な手法の1つです。
ACID特性
Ver.5.0
ACID特性は、トランザクション処理に求められる性質です。
次の４つがあります。
原子性（atomicity)：
トランザクションの処理が全て実行されるか、全く実行されないかのいずれかで終了すること注1）
一貫性（consistency)：
データべースの内容が矛盾のない状態であること注1）
独立性（isolation)：
同時実行される複数のトランザクションは互いに干渉しないこと注2）
耐久性（durability)：
正常に終了したトランザクションの更新結果は、障害が発生してもデータべースから消失しないこと 注1）
注1）応用情報 令和2年秋午前 問30より
注2）応用情報 平成31年春午前 問30より
問題をチェック! R4年 問77
同時実行制御（排他制御）
Ver.5.0
同時実行制御とは、複数のプログラムが同一のデータを同時にアクセスするときに、データの不整合が生じないように、そのデータへのアクセスを一時的に制限することです。
デッドロック
Ver.5.0
デッドロックは、複数のプロセスが共通の資源を排他的に利用する場合に、お互いに相手のプロセスが占有している資源が解放されるのを待っている状態です。
（ITパスポート 平成24年秋 問67より）
問題をチェック! データ 予想5
2相コミットメント
Ver.5.0
2相コミットメントは、分散データベースシステムにおいて、一連のトランザクション処理を行う複数サイトに更新処理が確定可能かどうかを問い合わせ、全てのサイトが確定可能である場合、更新処理を確定する方式です。
（基本情報 平成29年春期午前 問28より）
問題をチェック! データ 予想6
障害回復
Ver.5.0
障害時などのデータを回復させるための機能として、ロールバック、ロールフォワードがあります。
問題をチェック! データ 予想3
チェックポイント
Ver.5.0
データベースでは、メモリにあるデータベースのページが変更され、ページが変更されるたびにディスクに書き込まれることはありません。
チェックポイントでは、メモリ上にある修正内容がディスクに書き込まれます。
ログファイル
シラ外
ログファイルは、媒体障害時のデータベース回復のため、データの更新前後の値を書き出してデータベースの更新記録を取ったものです。
（基本情報 平成24年春午前 問32より）
稼働中のデータベースとは別の媒体に保存しておく必要のあるものです。
（基本情報 平成23年秋午前 問36より）
バックワードリカバリ（ロールバック）
Ver.6.0
バックワードリカバリは、何らかの理由で、トランザクションが正常に処理されなかったときに、更新前ジャーナルを用いて、トランザクション開始前の状態にデータベースを回復する操作です。
ポイント：実行した処理を取り消されます。また、記憶媒体が壊れていない場合に行われます。
問題をチェック! データ 予想7
フォワードリカバリ（ロールフォワード）
Ver.6.0
フォワードリカバリは、データベースが格納されている記憶媒体に故障が発生した場合、バックアップファイル、チェックポイント情報、更新後ログ情報を用いて、トランザクションの終了直後の状態にデータベースを回復する操作です。
まとめ
これまで、テクノロジ系「データベース」の最新の用語について、出題傾向、学習ポイント、重要な用語を解説しました。
【出題傾向】
「データベース」から、4問程度（テクノロジ系45問中）出題されます。
平成５年過去（公開）問題では、「データベース」からは４問でした。
令和元年から、ほとんど出題数に変化はありません。
【学習ポイント】
・データベース方式
→各種データベースの特徴・違いを覚えましょう。
・データベース設計
→各用語について、必要性・目的を覚えましょう。
・データ操作
→過去問題演習に力をいれましょう。
・トランザクション処理
→各用語について、どの機能に関する用語か覚えましょう。
【重要用語】
この分野では、新しい用語がたくさん増えました。
新しい用語（シラバス5含む）を覚えましょう。
また、新しい用語の問題で演習しましょう。
以上、テクノロジ系「データベース」の重要な用語について解説しました。
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