基礎

スキーマ(schema)

データベース（DB）におけるスキーマとは、データの構造やその定義を表したものです。スキーマには、データベース内でどのようにデータが保存されるのか、テーブルやカラム、データ型、関係性などの情報が含まれます。

スキーマの役割

スキーマは、データベース内でのデータの整合性と一貫性を保つために重要な役割を果たします。データがどのように構造化されるべきかを規定するため、データを保存・管理する際のルールが決まります。

リレーショナルデータベース（RDB）のスキーマ

リレーショナルデータベースでは、スキーマがテーブル構造やカラムのデータ型、制約などを規定しています。たとえば、スキーマに従って以下のような情報が決まります。

テーブル名とカラム名：テーブル（例：
```
Users
```
）やカラム（例：
```
name
```
、
```
email
```
）の名前
データ型：カラムのデータ型（例：文字列、整数、日付など）
制約：データの一貫性を保つためのルール（例：
```
NOT NULL
```
、
```
UNIQUE
```
、
```
FOREIGN KEY
```
）

スキーマに従ってデータを格納することで、たとえば「ユーザー ID は整数のみ」「メールアドレスは一意であるべき」といったルールをデータベース側で自動的に管理できるようになります。

NoSQL データベースのスキーマ

NoSQL データベース（MongoDB など）の場合、スキーマは固定されていない（スキーマレス）ことが多く、各ドキュメントの構造が異なっても保存可能です。この柔軟性により、データ構造の変更や追加に強くなり、スキーマを厳密に設計しなくても動かすことができます。

ただし、完全にスキーマレスにするとデータの一貫性を保つのが難しくなるため、アプリケーションレベルでスキーマを定義する場合もあります。これにより、ある程度のルールを持たせた設計も可能です。

スキーマのメリット

データの一貫性：スキーマにより、データが常に正しい形式・制約のもとで保存されることが保証されます。
構造の明確化：データの構造があらかじめ定義されているため、アプリケーション開発時にデータベースを扱いやすくなります。
クエリの最適化：データ構造が明確なので、データ検索や集計の効率が上がり、パフォーマンスが向上します。

例：リレーショナルデータベースのスキーマ

以下の例は、RDB のユーザー情報テーブルのスキーマ例です。

カラム名	データ型	制約
id	INTEGER	PRIMARY KEY, AUTO_INCREMENT
name	VARCHAR(50)	NOT NULL
email	VARCHAR(100)	UNIQUE, NOT NULL
created_at	DATETIME	DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP

id：自動で増加する一意のユーザー ID
name：必須の名前
email：一意で、必須のメールアドレス
created_at：自動で現在の日付と時間が設定される作成日時

このスキーマのように、リレーショナルデータベースではデータ構造が固定されるため、あらかじめ詳細な設計が必要です。

RDB（Relational Database）

データそのものの構造（テーブルで表現されたデータとその関係性）。

RDB は「リレーショナルデータベース」の略で、データをテーブル形式で管理するデータベースです。行と列で構成されたテーブル（関係表）でデータを管理し、テーブル同士の関連を通してデータの関係性を構築します。例えば、ユーザーテーブルと注文テーブルが ID を基に関係性を持ち、データの結合や集計が容易にできます。

特徴: テーブル形式でデータを扱い、主キーや外部キーなどで関係を持たせる。
例:
```
users
```
テーブル、
```
orders
```
テーブル、
```
products
```
テーブルなど。

RDBMS(Relational Database Management System)

データを管理・操作するシステム。

RDBMS は「リレーショナルデータベース管理システム」の略で、RDB を操作・管理するためのソフトウェアシステムです。RDBMS は、データの保存・取得・更新・削除、トランザクション管理、バックアップ、ユーザーアクセス制御など、データベース管理に必要な機能を提供します。

特徴: SQL などの言語を用いてデータの操作や管理を行える。また、セキュリティやトランザクション、バックアップ機能も備える。
例: MySQL、PostgreSQL、Oracle Database、SQL Server

MongoDB

JSON と BSON

JSON と BSON の共通点と違いまとめ

特徴	JSON	BSON
表現形式	テキスト	バイナリ
型情報	含まれない	各フィールドに型情報を含む
サポートする型	数値、文字列、配列、オブジェクト等	日付型、バイナリ、32 ビット整数等も含む
サイズ	小さいことが多い	やや大きくなることがある
利用の効率	人間が読みやすい	コンピュータが効率的に処理できる

水平スケーリング

システムの処理能力を向上させる手法で、複数のサーバーに負荷を分散させること