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January 12, 22
スライド概要
リレーショナルデータベースの基本(スライド資料とプログラム例)
https://www.kkaneko.jp/de/ds/index.html
ds-1. データベースとは,データベースシステムとは,情報とデータ
ds-2. SQL,SQL のデータ型,テーブル定義,問い合わせ(クエリ)
ds-3. ER 図,関連,異状, テーブル分解
ds-4. 問い合わせ(クエリ)
ds-5. 集計・集約
ds-6. 並べ替え(ソート)
ds-7. 結合
ds-8. データベースの異状,分解と結合
ds-9. 主キー,参照整合性制約,従属
ds-10. 中間まとめ,データベースの応用,データベースの種類
ds-11. SQL のIN,副問い合わせ
ds-12. データベースの AND,OR,NOT
ds-13. データベース操作,トランザクション,リカバリ,ロック,同時実行制御
ds-14. 従属,正規形,正規化
ds-15. さまざまなデータベース
YouTube 再生リスト「リレーショナルデータベースの基本」
https://youtube.com/playlist?list=PLwoDcGBEg9WGKPP6dExr8DcUf9nV2kYGD
金子邦彦研究室ホームページ:
https://www.kkaneko.jp/index.html
金子邦彦(かねこくにひこ) 福山大学・工学部・教授 ホームページ: https://www.kkaneko.jp/index.html 金子邦彦 YouTube チャンネル: https://youtube.com/user/kunihikokaneko
1. データベースとは,データベース システムとは,情報とデータ URL: https://www.kkaneko.jp/de/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 1
アウトライン 番号 項目 説明時間の 目安 1-1 データベースはなぜ大切か? 10分 1-2 データベースシステム 10分 1-3 情報とデータ 4分 1-4 1-5 1-6 1-7 データの種類 無料のデータベースの紹介 情報化社会の到来 この授業の全体計画 4分 7分 7分 5分 2
1-1.データベースは なぜ大切か? URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 3
データベースとは データベースとは、あるテーマに沿って収集さ れた大量のデータ 取引 記入 データ収集 データベース 計測 撮影 データ保存 4
データベースはなぜ大切か? • 大量データの調査・分析 • 大量データのオンライン共有 ※ 人工知能の学習にデータベースを使用する、とい うことも当然である データベースは、コンピュータとインターネットで 扱う。 データベースを知ることは、データの扱いに上達す ることにつながる。 5
取引 記入 データ保存 コンピュータ 利用者A ネットワーク 利用者B データベースシステム 利用者C データベースを扱うシステム = データベースシステム 6
なぜデータベースが必要なのか • • • • 銀行 銀行口座のデータベース 商店 商品のデータベース 交通機関 座席のデータベース 電話会社 通話量のデータベース など データベースが無くては、 もはや、生活が成り立たない 7
情報セキュリティ • コンピュータシステムのダウン 故障、電力不足、災害 • 不正侵入、情報漏洩 会員情報、オンラインバンキング口座などの 重要データの漏洩 データが消えてなくならないこと、 そして、秘密が守られることが大切 8
サイバーフィジカル 現実世界(フィジカル)を、サイバー世界で再現、 シミュレーション 農林畜産業、 医療、 ヘルスケア、 製造業、 都市交通、 電力 など 実世界 サービス 提供 センサー センサーの設置 分析、 予知・予測 センサー データ サイバー世界 センサーで計 測された距離 画像 実世界に張り巡らされたセンサーネットワークの情 報から、新しい社会サービスを生み出す 人間の通過記録 9
クラウド • コンピュータを所有(占有)せず借用する. • インターネットを経由して、コンピュータを利用. • 購入コスト、保有コスト(場所、電気) • 運用管理コスト(故障時の対応など) の削減 • 家や職場のコンピュータがクラウドとつながっている (AIスピーカーやスマホなど) 10
1-2.データベースシステム URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 11
データベースシステム データベースシステムは,データベースを扱う IT のシステム データベースシステム = データベース(データの集まり) + データベース管理システム(ソフトウエア) 利用者 コンピュータ ネットワーク 利用者 記憶 装置 データベース データベース 管理システム 利用者 データベースシステム 12
データベースシステムは社会の役に立っている • 個人情報管理 ➢電話帳、Webブラウザの履歴など • インターネットサービス ➢通信販売 (Amazon など) ➢ソーシャルネットワーク (Twitter など) ➢情報共有 (食べログなど) ➢Web 検索 (Google、Yahoo など) など データの蓄積、共有が、 私たちの生活を豊かにしている. 13
データベースシステムは世界最先端 • 米国クイズ番組 「ジョバディ」 に挑戦する人 工知能 • IBM 社 Watson • 約2億ページ(本、百科事典など)のデータベース を活用! クイズ番組と人工知能 (thegurdian社Webページより転載) • 将来の天候、台風の進度などを予測する天気 予報 過去の気温、降水、日照、降雨、降雪、風向、風速、 湿度、気圧、雲量のデータベースを活用! • ブログ,記事投稿での情報共有 食べログ (http://tabelog.com) は、70万以上の店舗情 報、 500万以上の記事のデータベース 14
データベースシステムと表計算ソフトは違う データベース エクセルのデータ + + データベース 管理システム エクセル (ソフトウエア) || || データベース システム 表計算のシステム データ共有、検索、セキュリティ 表計算 15
データの共有 データを共有しない場合のイメージ 利用者A 利用者B 利用者C 16
データの共有 データを共有する場合のイメージ コンピュータ 利用者A 記憶 装置 ネットワーク データベース データベース 管理システム 利用者B データベースシステム 利用者C 17
データベースシステムでのデータの共有 データを共有するとき、大切なこと ① ② データベースの形がそろっていること データとして何を格納するか を指定する方法もそろっていること データがたくさん入っている コンピュータ 利用者A ネットワーク データベース 管理システム 利用者B 利用者C 記憶 装置 データベース データベースシステム 18
1-3.情報とデータ URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 19
• 情報とはなんでしょうか? • データと情報は何が違うのでしょうか? 20
情報とデータ 昼ごはんは、次の2種類しかない か食べないと決心している) 昼定食 (この2種類し うどん 21
情報とデータ 4月13日 昼定食 赤 次のように決めたとする 4月14日 うどん 4月15日 うどん コード化 青 青 昼定食 青 肉うどん コード 4月16日 昼定食 赤 4月17日 うどん 青 情報 赤 元の情報 データ 22
クイズの答え うどん 4月27日 元に戻す 青 次のように決めたとする 4月28日 うどん 青 4月30日 昼定食 赤 赤 昼定食 青 肉うどん コード 情報 元の情報 データ 元に戻すときも、コードと元の情報の 対応情報が必要 (当たり前) 23
情報とデータの違い • 情報とは 世界や人間のあらゆる出来事、内容、事情 など (例)今月は、昼定食を12回食べた (例)あて先は福山大学だよ • データとは 情報をコード化したもの. (例)12 データベースには、 データを蓄積 (例)720-0292 24
1-4.データの種類 URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 25
マルチメディア 画像、地図など人間の感覚に訴えるメディア 3次元地図 3次元データ 有機肥料の製造から散布まで 写真 Google ストリートビュー パノラマ写真 26
データの種類 金子邦彦 blue 文書 文字列 画像、ビデオ 地図 2014 年 8 月 20 日 100 円 36.2 度 数値 音声 音楽 グラフィックス 27
データの種類 • 文字列 (氏名、住所、パスワード ・・・) • 文書 (メモ、日記 ・・・) • 数値 (日時、価格 ・・・) • 画像、ビデオ • 地図 • グラフィックス • 音声 • 音楽 など データはたくさんの種類がある. 28
1-5.無料のデータベースの紹 介 URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 29
無料で使えるデータベースの例 • CelebA • 10000人以上のセレブの顔画像データベース • http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/projects/CelebA.html 30
無料で使えるデータベースの例 • Flicker • 全世界の地図,写真のデータベース 写真の投稿もでき,オンラインで世界中で共有で きる 31
無料のデジタル地図 インター ネット コンピュータ 無料の地図(広島県部分を抜粋) 今や地図は「オープン化」している ・国土地理院 個々人のもとへ ・OpenStreetMap ・Google Map ※ 中には,独自の情報を重ね合わせて 再配布を条件付きで許可している場合も 32
Google Earth の紹介 https://www.google.co.jp/intl/ja/earth/ オンラインサービス ・・・ 写真,3次元コンピュータグラ フィックスなどのデータベース 写真 写真+標高 3次元コンピュータグラフィックス 地球儀 ストリートビュー 33
Google Earch の3次元コンピュータグラフィックス 34
1-6.情報化社会の到来 URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html 金子邦彦 謝辞:この資料では「いらすとや」のイラストを使用しています 35
情報化社会 • 情報が,インターネットで広く流通,共有さ れる • 情報は蓄積され,大規模に,次世代に継承さ れる • あらゆる人が情報の発信者 36
情報革命 1940年台~ • 新技術の創出 インターネット、情報通信機器、 コンピュータ • 社会全体への波及効果 高性能,安価な情報通信機器の普及. 「情報」が価値を持つ. • 生活、文化の変化 情報産業の誕生、 「スマホが手放せない」時代、 誰もが情報発信できる時代、 世界とつながり、交流できる時代 37
情報が高い価値を持つ社会 ・情報提供や宣伝における パーソナル化 (個々人の行動の誘導) ・個々人,集団の精密な把握 (個々人の行動の予測,内心 の推定が行われることも) 38
情報化社会 • 「情報」が高い価値を持つ社会 • 「情報」に関する知識,実践力を持つことは当然とさ れる • 誰もが「情報」を集め活用にするようになる 情報の収集,蓄積,複製,加工,配布ができるインフラ (基盤),設備,環境が整った 39
技術革新による社会変革 技術革新は社会を変化させる ・生産,流通等の効率向上.富の爆発的増大 ・新しい産業,サービスの誕生 ・仕事のやり方,雇用の在り方も変化 ・価値観や,生活の在り方も変化 40
情報技術の将来 • 技術革新は続く 性能アップ,価格ダウン,サイズダウン • コンピュータの世界(サイバー)は,現実の世界 (フィジカル)にもっと近づく • 洞察,勘,熟練による上達(人間の知的活動)は,コ ンピュータ(人工知能)にもできるようになる 41
1-7. この授業の全体計画 42
• データベースシステムについて 知る この授業 • データベースの設計、製作、活 用の実践知識を得る • データベースシステムならでは のセキュリティ(データが消失、 破損しない仕組み)も知る 43
データ活用 • SQL による問い合わせ (クエリ) • SQLによるテーブル定義 この授業の 主な内容 データベース設計、運用 • データベース設計法 • ER図 • 正規化 • トランザクション • ログ 44
15回の授業計画 1 データベースとは,データベー 9 スシステムとは、情報とデータ 従属、従属関係,参照整合性 制約 2 リレーショナルデータベース の NULL, SQL での AND と OR SQL の IN,副問い合わせ 5 SQL のデータ型、テーブル定 義、問い合わせ(クエリ), データの種類 ER図、一対多の関連、多対多 の関連、データベースの異状, テーブルの分解 SQLの特徴、SQLによる問い合 わせ SQLによる集計・集約 13 データベース運用保守 6 SQLによる並べ替え(ソート) 14 データベース活用演習 7 SQLによる結合 種々のデータベース応用 8 データベースの異状,テーブル の分解と結合,DISTINCTによ る重複除去 3 4 10 11 12 15 正規形,正規化 45
関連資料 • リレーショナルデータベース序論(全4回) 全体を知る. https://www.kkaneko.jp/cc/di/index.html • リレーショナルデータベースの基本(全15回) 基礎を学ぶ. https://www.kkaneko.jp/cc/ds/index.html • リレーショナルデータベース演習(全15回) 演習により修得する. https://www.kkaneko.jp/cc/de/index.html 46