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関係データベースと非関係データベースにおける正規化の違い

2024/08/18に公開

関係データベース(RDBMS)と非関係データベース(NoSQL)は、データモデルと設計理念が異なるため、正規化の面でも顕著な違いがあります。

1. 関係データベースにおける正規化

  • 正規化の定義: 正規化は、関係データベース設計において重要なプロセスであり、データを複数の関連するテーブルに分割することで、データの冗長性を減らし、データ異常を排除することを目的としています。一般的な正規形には、第1正規形(1NF)、第2正規形(2NF)、第3正規形(3NF)などがあります。
  • データ構造: 関係データベースでは、データは通常、構造化された表形式で保存されます。各表には事前に定義された列とデータ型があり、正規化ではデータの依存関係に基づいてデータを複数のテーブルに分割し、重複データの保存を減らします。
  • 利点: 正規化により、関係データベースはデータの冗長性を減らし、一貫性を確保し、データの整合性を高め、データの保守を簡素化します。
  • 欠点: 正規化により冗長性が減る一方で、複数のテーブルにまたがる複雑なクエリが必要な場合、パフォーマンスに問題が生じることがあります。通常、これには結合(JOIN)操作が必要であり、クエリのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

2. 非関係データベースにおける正規化

  • 反正規化: 非関係データベースでは、パフォーマンスの最適化やクエリ操作の簡素化を目的として、冗長データの存在を許容する反正規化の設計手法が一般的です。この場合、データは単一のドキュメントまたはレコードにネストされた形式で保存され、クエリ時の複雑さや遅延を減らします。
  • データ構造: 非関係データベースには固定のテーブル構造がありません。例えばMongoDBでは、データはドキュメント内に保存され、ドキュメントにはネストされた配列やサブドキュメントを含めることができます。この柔軟性により、データは正規化の原則に従うのではなく、アプリケーションのニーズに合わせて最適化できます。
  • 利点: 反正規化により、NoSQLデータベースは大量の読み書き操作を処理する際にパフォーマンスが向上します。特に、大量の関連データに迅速にアクセスする必要があるシナリオで効果的です。関連データを同じドキュメントに保存することで、ドキュメント間やコレクション間のクエリの必要性が減少します。
  • 欠点: 反正規化により、データの冗長性や一貫性の問題が発生する可能性があります。同じデータが複数のドキュメントに保存されている場合、それらのデータを更新する際にすべてのコピーを同期する必要があり、そうしないとデータの不整合が生じる可能性があります。

3. まとめ

  • 関係データベース: 正規化を強調し、データテーブルを分割することで冗長性を減らし、データの一貫性を保つことに重点を置いています。これは、構造化データや複雑なトランザクション処理に適しています。
  • 非関係データベース: 反正規化を採用し、冗長性を許容することでクエリのパフォーマンスと柔軟性を向上させます。これは、大規模な分散データの処理や高スループット・低遅延が求められるシナリオに適しています。

このように、関係データベースと非関係データベースは正規化のアプローチにおいて異なる設計目標を持ち、それぞれの異なる応用シナリオに適しています。

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