ITパスポート 令和4年度 問83:データベース・データモデルに関する問題
データを行と列から成る表形式で表すデータベースのモデルはどれか。
- aオブジェクトモデル
- b階層モデル
- c関係モデル正答
- dネットワークモデル
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答えは c「関係モデル」 です。
Excelの表のように、横の行と縦の列でデータを並べる形のデータベースを「関係モデル(リレーショナル)」といいます。一番よく使われている形です。
名簿を表にして「名前・住所・電話」と並べるイメージそのものです。
👉 覚え方:「表=関係(リレーショナル)」。
ほかの選択肢:a オブジェクトモデル=データを“部品のかたまり”で扱う/b 階層モデル=組織図みたいに親子のツリー型/d ネットワークモデル=網の目のようにつなぐ型。
なぜこれが正解か
正解は c。関係モデル(リレーショナルモデル)は、データを行(レコード)と列(フィールド)から成る2次元の表(テーブル)で表現するデータモデル。現在主流のRDBMS(リレーショナルデータベース)の基礎で、SQLで操作する。
各選択肢の解説
- a オブジェクトモデル:データと処理を一体化したオブジェクト単位で管理するモデル。
- b 階層モデル:データを親子のツリー(木)構造で表す。1つの親に複数の子。
- d ネットワークモデル:階層モデルを拡張し、子が複数の親を持てる網状の構造。
覚え方・ひっかけ注意
「表形式=関係モデル」で即答。階層/ネットワークは古い方式で“つながり方”の違い。表のイメージが出る選択肢は関係モデルと結びつける。
理論的背景
関係モデル(リレーショナルモデル)は1970年にIBMの研究者E.F.コッド(Edgar F. Codd)が論文「A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks」で提唱した。理論的基盤は集合論と述語論理(一階述語論理)であり、データを「関係(リレーション)」として表現する。関係は「ドメイン(値の集合)の直積の部分集合」という数学的定義を持ち、これが表の行・列として視覚化される。各行(タプル)は1件のレコード、各列(属性)は特定の意味を持つデータ項目に対応する。主キー(Primary Key)が各タプルを一意に識別し、外部キー(Foreign Key)が表間の関係(参照整合性)を担保する。SQLはこの関係代数・関係論理を操作言語として実装したもので、現在も主流の問い合わせ言語だ。
実務での使われ方
Oracle Database・MySQL・PostgreSQL・Microsoft SQL Serverが代表的なRDBMS(関係データベース管理システム)で、業務システムの基幹データ管理に広く使われている。正規化(第1・第2・第3正規形)によって冗長性を排除し、更新時異状(挿入異状・削除異状・更新異状)を防ぐ設計が実務の基本だ。ただし近年はECサイトのセッション管理やSNSのタイムラインなど、大量の非定型データを扱う場面でRDBMSの限界が顕在化し、NoSQL(キーバリュー型・ドキュメント型・グラフ型・カラム型)が補完的に使われるケースが増えている。「NewSQL」と呼ばれるスケールアウト対応の新世代RDBMSも登場している。
試験での位置づけ
ITパスポートのデータベース分野では関係モデルが最頻出で、「表形式=関係モデル」の識別が基本問題として毎年問われる。表を使ったSELECT・主キー・外部キーの概念もシラバスに含まれる。基本情報技術者では関係代数の3演算——選択(行の絞り込み)・射影(列の絞り込み)・結合(表の連結)——とSQL文の具体的な記述、正規化の各段階(第1NF〜第3NF・BCNFまで)が出題される。階層モデルはかつてIBMのIMS(Information Management System)が採用した方式で、ネットワークモデルはCODASYLが標準化したもの。どちらも関係モデル登場前の技術で、現在の試験では歴史的経緯として登場する程度だ。
選択肢の発展補足
選択肢a(オブジェクトモデル):データとそのデータに対する操作(メソッド)を一体化したオブジェクトとして管理する。オブジェクト指向データベース(OODB)として実装されるが、商用普及は限定的。近年はオブジェクトとリレーショナルの特性を組み合わせたオブジェクト関係データベース(PostgreSQLがこれに近い)が注目されている。選択肢b(階層モデル):親子関係がツリー構造で1対多に限定されるため、多対多の関係を直接表現できない弱点がある。XMLやファイルシステムのディレクトリ構造は階層モデルに近い概念を持つ。選択肢d(ネットワークモデル):階層モデルを拡張し子が複数の親を持てるグラフ構造で、多対多も表現できるが、操作が複雑でプログラム依存度が高かった。現代のグラフデータベース(Neo4j等)はこの概念を発展させた新しい形態として位置づけられる。
出典:IPA(情報処理推進機構)公式 ITパスポート試験 令和4年度 問83/ 公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。