Database

Database

データベースとは、大量のデータをコンピューターで扱いやすい形に整理したものです。インターネット検索、チケット予約、ブログ、オンラインショッピングなど、様々なアプリケーションやWebサイトがデータベースと連携しています。

CONTENTS

• 概要
  • データモデル
  • DBMS
  • Database のファイル実体はどこ？
• phpMyAdmin
  • 概要
  • ダウンロードとセットアップ
  • アクセス方法
  • データベースの作成
  • データベースの操作
• SQL
  • SQLとは
  • DDL（Data Definition Language：データ定義言語）
  • DML（Data Manipulation Language：データ操作言語)
  • DCL（Data Control Language：データ制御言語）
  • DBMSでの対話例
  • PHPでの埋め込み例

概要

データモデル

データモデルには、カード型、階層型、ネットワーク型、リレーショナル型などが存在しますが、現在主流となっているデータモデルはリレーショナル型です。

リレーショナル型データベースは、データを列（Column）と行（Row）で表現される表（Table）の集合として編成されます。

Table には一般にデータ（行、レコード）を一意に識別するための」PRIMARY KEY（主キー）（学籍簿で言えば「学籍番号」）や、他の Table を参照するFOREIGN KEY（外部キー）などが設定されます。これらによって、複数の Tableを関係づけた、様々な「問い合わせ」や「ビュー（仮想 Table）」の作成が可能になります。

小規模なデータ管理であれば、同じく Table を基本とするスプレッドシートでも事足りますが、大規模かつ効率的なデータ管理を行うには、これが重宝します。

DBMS

データベースを管理するソフトウェアのことを一般にデータベース管理システム（DBMS：DataBase Mnanagement System）と呼びます。DBMSには、データ管理のための様々な機能があって、それらは以下４つの機能に分類されます。

• Data Definition（データ定義）
  データの編成を規定する定義の作成、変更、および削除
• Update（更新）
  実データを挿入、変更、および削除
• Retrieval（検索）
  データを直接、または他のアプリケーションで処理できる形式で提供
  検索結果は、データベースに保存されているものと同形式、または、それらを編集した新たな形式でも利用することができる
• Administration（管理）
  ユーザー登録、状態の監視、データの維持・管理、破損情報の回復など

DBMSの具体例としては、MySQL、Microsoft Access、Microsoft SQL Server、FileMaker Pro、Oracle Database、dBASE などがありますが、その代表はオープンソースのMySQL（派生版：MariaDB） です。

MySQLは、Webベースのアプリケーションに最適なプラットフォームで、オンデマンド利用における柔軟性から、Airbnb、Uber、LinkedIn、Facebook、X（Twitter）、YouTubeなど、世界中に多数の利用者を持つ Webアプリケーションに利用されています。

Database のファイル実体はどこ？

Databaseファイルの操作は通常 MySQLのようなDBMS を介して扱うので、当該ディレクトリを開いて直接触ることは稀ですが、データファイルの実体がどこか？というのはよく話題になるので、とりあえず、LinuxOS で MySQLが管理するデータ・・ということで言えば、デフォルトでは以下の場所に存在します。

/var/lib/mysql/

ちなみに Linux（UNIX）OSのファイルシステムにある var というディレクトリは、可変データを格納するディレクトリで、外部からのアクセスで中身が変わるようなファイルが置かれます。httpd（Webサーバー） が扱う Web関連のファイルもここに置かれます。＞ 例：/var/WWW/html

phpMyAdmin

概要

phpMyAdminとは、MySQLをブラウザからデータベースに接続してGUIで管理するツールです。通常、MySQLを設置したサーバの Webディレクトリ（/var/www/html）に置いて、ブラウザからアクセスします。当然 PHPが動作するサーバ環境になっていることが必要です。

これを使うと、ブラウザからデータベースを操作することができるので、Webアプリケーションの開発等に興味がある方は、まずこれを使って、データベースとその操作のイメージを掴むことをお勧めします。

ダウンロードとセットアップ

• ローカルで XAMPP を利用しているケース
  すでに同梱されています。以下のアドレスで確認できるはずです。
  http://localhost/phpmyadmin/

• レンタルサーバーを利用するケース
  すでに置いてあるケースが大半です。サーバーの管理ページのメニュー項目に phpMyAdmin がないか確認してください。

• 自身でサーバーを立てているケース
  自分でインストール・初期設定する必要があります。
  • 以下の公式サイトから phpMyAdmin をダウンロード
    https://www.phpmyadmin.net/
  • FTP接続で phpMyAdmin フォルダをドキュメントルートにアップロード
    公開サーバーの場合、ドキュメントルートにあるの phpMyAdmin という名称は攻撃を受けやすいので、別名に変更する方がよいでしょう。
  • 設定の詳細は Database/MySQL#phpMyAdmin に記載しています。
    
    

アクセス方法

• ローカルで XAMPP を利用しているケース
  自分のPCにXAMPPをインストール済みで、XAMPPマネージャで MySQL Database を Running させている場合は、以下のアドレスとログイン情報でアクセスできるはずです。
  • 接続先：http://localhost/phpmyadmin/
  • データベースユーザー：root
  • パスワード：なし

• レンタルサーバーを利用するケース
  サーバー管理画面にアクセスすると、メニュー項目に phpMyAdmin というワードが見つかると思います。そこから接続可能です。

• 自身でサーバーを立てているケース
  MySQL（MariaDB）のインストール・設定時に自身で設定したユーザ名とパスワードを使ってアクセスします。MySQL（MariaDB）のインストールや利用者設定は、通常SSH接続で遠隔操作します。＞ 詳細：Database/MySQL
  • 接続先：http(s)://path/to/（phpMyAdminのディレクトリ名）/
  • データベースユーザー：MySQL（MariaDB）に自身で設定したもの
  • パスワード：MySQL（MariaDB）に自身で設定したもの
    
    

データベースの作成

phpMyAdmin に接続すると、デフォルトで４つのデータベースがありますが、まずは、新しいデータベースを作成して、それを使って試しましょう。

• 1) 新規作成をクリック

• 2) 「データベース」タブが表示されるので、以下のように入力して「作成」
  • データベース名：sample_db
  • 照合順序：utf8mb4_general_ci

• 3) 「構造」タブに「テーブルを作成」と表示されるので、以下のように入力して「作成」
  • 名前：member
  • カラム数：4

• 4) データベースの構造を定義する画面が表示されるので、以下のように設定して「保存する」をクリック
  
  • 名前：id、データ型：INT（Integer:整数値という意味です）
    ユニークな（他とかぶらない）値なので、PRIMARY を設定して下さい。
  • 名前：name、データ型：VARCHAR(255)
  • 名前：e-mail、データ型：VARCHAR(255)
  • 名前：created、データ型：datetime
    データが登録された際にその日付が自動入力されます。
  • 付記：name や e-mail の型に TEXT を設定する例もあるようですが、VARCHARは固定長データとしてそのままデータベースに格納、TEXTは長文となることが前提なので、ポインタ（格納場所のアドレス）が格納される・・という違いがあります。VARCHARの方が、その後の処理は高速になります。

• 5) テーブル member ができました。
  

• 6) データを数件登録してみます。「挿入タブ」から適当に入力してみて下さい。実行をクリックすると、挿入操作の SQL が表示されて、以下のようにテーブルにデータが登録されたことがわかります。

  ＞

  
  

データベースの操作

ここから先は、データベースに複数の TABLE を作成して、データの挿入・更新・削除、また、複数の TABLE を組み合わせて問い合わせを行う・・という流れになります。phpMyAdmin は SQL を書く作業を GUI 化させたものなので、その具体的な理解には SQL を直接理解するのが賢明です。以下をご覧下さい。

SQL

SQLの詳細は ＞ Database/SQL

SQLとは

SQL（Structured Query Language：構造化クエリ言語）とは、データの定義、書き込み、問い合わせ（クエリ）などを行うためのデータベース言語です。

SQLによるデータベース操作には「対話型」と「埋め込み型」の２種類があります。対話型は、Terminal接続や、phpMyAdmin のようなGUIツール上で、ユーザーが直接SQLのコマンドを打ち込むもので、埋め込み型は、PHPやJavaなどのプログラミング言語で記述したソースコードにSQL文を埋め込むものです。

SQLは、 あくまでもデータの操作や定義を行うためのデータベース言語で、それ自体はプログラミング言語ではありません。実際的には、様々なアプリケーションにおけるデータベースへのアクセスのために、他のプログラミング言語（ホスト言語）に埋め込まれて利用されるのが一般的です。

SQLはその機能によって「データ定義言語」「データ操作言語」「データ制御言語」の３種類に分類されます。以下、それぞれの概要と命令文の例です。

DDL（Data Definition Language：データ定義言語）

データを格納する際の構造を定義するためのSQL

• CREATE：オブジェクトを制作する
• JOIN：テーブルを結合する
• DROP：オブジェクトを削除する
• ALTER：オブジェクトの内容を変更する
• TRUNCATE：データを全削除する
  
  

DML（Data Manipulation Language：データ操作言語)

格納された個々のデータを操作するためのSQL

• SELECT：データを検索して取得する
• INCERT：データを追加する
• DELETE：データを削除する
• UPDATE：データを更新する
  
  

DCL（Data Control Language：データ制御言語）

データへのアクセス権限などを制御するためのSQL

• GRANT：ユーザーに権限を付与する
• REVOKE：ユーザーの権限を削除する
• BEGIN：トランザクションを開始する
• COMMIT：トランザクションを確定する
• ROLLBACK：トランザクションを取り消す
  
  

DBMSでの対話例

Terminalからデータベースに接続する、あるいは GUIツール phpMyAdmin を使うと、SQLによるデータベースとの対話が可能になります。

例えば、成績一覧テーブルから、芸術学部の学生のみを選んで、その英語の点数のみを抽出するには、以下のようなSQL を書いて「実行」します。

SELECT 英語 FROM 成績一覧 WHERE 学部 = '芸術'; 

PHPでの埋め込み例

PHPからデータベースに接続するには、PDO（PHP Data Objects）というデータベース接続クラスを使用します。以下、商品表（shohin）から ID（id） と 商品名（name）を抽出する例です。

// データベースへの接続情報の設定
$dsn = 'mysql:dbname=SampleDB; host=localhost';
$user = 'SampleUser';
$password = 'SampleP@ssWord';

// PDOインスタンスの生成
$pdo = new PDO( $dsn, $user, $password );
$pdo->query('SET NAMES utf8;'); // 文字化け対策

// クエリの定義
$sql = 'select id,name from shohin';

foreach ( $pdo->query( $sql ) as $row ) {
    print( $row['id'] );
    print( $row['name'].'<br>' );
}

// データーベースを切断
unset($pdo);

上記の例では・・

• mysql:dbname = mydb; host = localhost; の部分が、データベースへの接続に必要な情報（ DSN：Data Source Name )です。
• select id,name from shohin という記述が SQL です。