スキーマとは？

スキーマの意味

スキーマは、データベースの構造を定義した設計情報の総称であり、どのようなテーブルがあり、各テーブルにどのような列（フィールド）やデータ型があるか、テーブル同士の関連はどうなっているかといった情報を含む。データベースの世界では、扱う視点に応じて外部スキーマ（利用者から見える論理的な構造）、概念スキーマ（データベース全体の論理構造）、内部スキーマ（実際の物理的な格納方式）の3層に分けて整理する三層スキーマという考え方もある。スキーマを適切に設計することは、データの整合性を保ちながら効率よくデータベースを運用するための土台となる。

スキーマの具体例

顧客管理システムを構築する際、まずスキーマとして「顧客テーブル」「注文テーブル」などの構成と各列のデータ型を設計してからデータベースを作成する。

スキーマは試験でどう引っ掛けられる？

スキーマは「データそのもの」ではなく「データの構造を定義した設計情報」である点を、実データと混同しないよう注意する。

スキーマと関連する用語

• テーブル・レコード・フィールド
• E-R図
• 正規化

スキーマが出た過去問

• データベースの3層スキーマ構造に関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：外部スキーマは、データの利用者からの見方を表現する。

  要点：3層スキーマは外部＝利用者視点、概念＝論理、内部＝物理

  ANSI/SPARCの3層スキーマでは、外部スキーマが個々の利用者やアプリケーションから見たデータの見え方を、概念スキーマがデータ全体の論理的な構造と関連を、内部スキーマが記憶装置上の物理的な格納方法を表します。この分離によって、物理的な変更が利用者側に影響しないというデータ独立性が得られます。概念と内部の役割を入れ替えた記述が典型的なひっかけです。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問26（IPA）

• 顧客，商品，注文，販売店という四つのテーブルをスタースキーマでモデル化した場合，ファクトテーブルとなるものはどれか。

  正解：注文（販売店コード，顧客コード，商品コード，注文年月日，数量）

  要点：ファクトテーブルは分析対象の測定値と各次元のキーを持つ

  スタースキーマでは、分析対象となる事実（数値データ）を持つファクトテーブルを中心に、その属性を説明するディメンションテーブルが放射状に結び付く。注文は各ディメンションのコードと数量という測定値を持つのでファクトテーブルにあたる。

  出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問31（IPA）

• 関係データベース管理システム（RDBMS）のデータディクショナリに格納されるものはどれか。

  正解：スキーマの定義情報

  要点：データディクショナリはスキーマ定義などのメタデータを保持

  データディクショナリ（データ辞書）は、表・列・ビュー・インデックス・利用者権限といったスキーマの定義情報を格納するシステム表の集まりである。実データそのものではなく、データの構造や属性を記述したメタデータを管理する点が本質である。

  出典：平成30年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問29（IPA）

• データベースを記録媒体にどのように格納するかを記述したものはどれか。

  正解：内部スキーマ

  要点：内部スキーマは記憶媒体上の物理的な格納方法を記述する

  ANSI/SPARCの3層スキーマのうち、内部スキーマは記憶装置上でのデータの物理的な格納方法、すなわちレコードの配置やインデックスの構造などを記述する。利用者から見た論理的なデータの見え方は外部スキーマ、データベース全体の論理構造は概念スキーマが担当する。

  出典：令和1年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問26（IPA）

• ビッグデータのデータ貯蔵場所であるデータレイクの特徴として、適切なものはどれか。

  正解：あらゆるデータをそのままの形式や構造で格納しておく。

  要点：データレイクは形式を問わず生データのまま一元的に蓄積する

  データレイクは、構造化・半構造化・非構造化を問わずあらゆるデータを加工せず元の形式のまま一箇所に蓄積しておく仕組みである。利用目的が決まっていない段階でもとりあえず溜めておき、分析時に読み出しながらスキーマを与える（スキーマ・オン・リード）点が、事前にスキーマを定義するデータウェアハウスとの違いになる。

  出典：令和1年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問29（IPA）