Oracle Databaseを用いて学ぶRDBMSの基本（抜粋版） - JPOUG Oracle Database入学式 2016

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抜粋版
Oracle Databaseを用いて学ぶ
RDBMSの基本
2016年6月8日
株式会社コーソル渡部亮太

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自己紹介+所属会社紹介
• 渡部亮太（わたべりょうた）
– JPOUG 共同創設者、ボードメンバー
– Oracle ACE
– 著書「プロとしてのOracleアーキテクチャ入門
[第2版]」「プロとしてのOracle運用管理入門」
– ブログ「コーソルDatabaseエンジニアのBlog」
http://cosol.jp/techdb/
• 株式会社コーソル
– 「CO-Solutions＝共に解決する」の理念のもと、Oracle技術に特
化した事業を展開中。心あるサービスの提供とデータベースエン
ジニアの育成に注力している
– 社員数: 132名 (2016年5月時点)
– ORACLE MASTER Platinum 11g 取得者数 44名
ORACLE MASTER Platinum 12c 取得者数 21名
（現時点でおそらく）取得者数日本 No.1

本セミナーについて
• データベース知識ゼロの方に向けた入門者・新人向けセ
ミナーです
• 概要および重要事項の概念を理解することを重視して構
成しています。細かい例外事項を省き、説明を簡略化し
ています
• 要所要所で復習問題を出題します。理解度の確認、記憶
の定着にお役立てください
• 原則的に、Oracle DatabaseのバージョンやOSの種類に
依存しない内容です

Agenda
1. なぜOracle Databaseを使ってRDBMSを学ぶのか
2. データモデルでデータの整合性を維持する
3. シンプルでパワフルなデータアクセス専用言語SQL
4. トランザクションと堅牢なデータ保護
5. RDBMSがデータベースを障害直前の状態に復旧できる
仕組み

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なぜOracle Databaseを使って
RDBMSを学ぶのか

RDBMSとは
• データベースを作る・使うためのソフトウェア
• Relational DataBase Management Systemの略
• 最近のITシステム※では、RDBMSを使ってデータを管理
するのが一般的
• データを表（テーブル）形式で保管する
• データ操作用の言語SQLを用いて、データの検索および
更新を実行できる
テーブル
id ename ・・・
87 Steven ・・・
204 Hermann ・・・
ABC xxx ・・・
クライアント
アプリケーション
id ename ・・・
87 Steven ・・・
205 Shelly ・・・
SELECT …
① SQL発行
②検索結果
RDBMS
※: 企業向けシステムやWeb系システム等

RDBMSを使ってデータを管理する理由
• データの整合性を維持しやすい
→ 不正なデータが紛れ込みにくい
長い期間使われるシステムで、データ品質を維持する
ことはとても重要なこと
• 簡単にデータを参照・更新できるSQLという専用言語
→ 使いやすくパワフル
[テーブルtab0の列A=1のデータを参照する例]
SELECT * FROM tab0 WHERE A = 1;
• 信頼性のある更新処理を実現するトランザクション機能
→ 障害発生時でも整合性を維持できる
• 障害発生時でも、格納したデータが容易に失われない
→ サーバダウン、ディスク障害が発生しても大丈夫
• セキュリティ、チューニングなど多くの周辺機能がある

Oracle Databaseとは
• Oracle Databaseは世界および国内で50％近いシェア
を持つ商用RDBMS製品（販売金額ベース）
• WindowsやLinux、商用UNIXなど主要なOSに対応
• RDBMSの基本機能に加えて、パフォーマンス、セキュリ
ティ、高可用性、災害対策構成など、多くの高度な機能
をもつ
• 企業向けシステムを中心に非常に多くのシステムで使用
されている
• 企業向けシステムにかかわるエンジニアにとっては、
「RDBMS＝Oracle Database」と言っても過言ではな
い
※: Web系システムにかかわるエンジニアにとって
は、「RDBMS=MySQL」かもしれない

Oracle DatabaseでRDBMSを学びましょう
• RDBMSは、ITシステムで必要不可欠といっても過言では
ない
• 同様に、ITエンジニアにとってもRDBMSへの理解は
必要不可欠
• 企業向けシステムで、もっとも広く使用されている
RDBMSはOracle Database
• → Oracle DatabaseでRDBMSを学びましょう！
（企業向けシステムに関わるITエンジニアは特に）

復習問題 - RDBMSとOracle Database
• 以下の設問のうち、正しいものを選びなさい
（複数選択される場合あり）
1. RDBMSには、不正なデータを排除する仕組みがある
2. RDBMSのデータを参照・更新するには、Javaという専
用言語を使う
3. Oracle DatabaseはWindowsに対応している
4. Oracle Databaseは無償で使用できるオープンソース製
品である

復習問題 - RDBMSとOracle Database
1. RDBMSには、不正なデータを排除する仕組みがある
⇒ ○：テーブル構造や制約に合致しないデータは登録不
可。詳細は次の章にて
2. RDBMSのデータを参照・更新するには、Javaという専
用言語を使う
⇒ ×：SQLという専用言語を使う。JavaからSQLを実行
することは可能
3. Oracle DatabaseはWindowsに対応している
⇒ ○ Windows、Linux、商用UNIXに対応
4. Oracle Databaseは無償で使用できるオープンソース製
品である
⇒ × 有償の商用RDBMS製品で、非オープンソース
ただし、個人的な開発用途であれば無償で使用できるラ
イセンス（OTNライセンス）や、機能限定・サポートな
しの無償版(Express Edition)もあります

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抜粋版
データモデルで
データの整合性を維持する

リレーショナルDBへデータを格納する前に
• データをリレーショナルデータベースに格納する前に、
データの構造を決めておく必要がある
• データ構造は「テーブル形式」で与える
• データ構造に反するデータは格納できない
従業員テーブル
部署ID 部署名エリアID
1001 経理部 101
1002 開発部 101
1003 営業部 102
従業員番号氏名役職ID 所属部署ID
87 山田一郎 4 1001
204 伊藤次郎 4 1002
205 藤原三郎 3 1003
部署テーブル
エリアID エリア名機密区分
101 本社6F A
102 本社7F東 B
103 本社7F西 B
104 本社5F応接 C
エリアテーブル
役職テーブル
役職ID 役職名
1 社長
2 部長
3 課長
4 社員
従業員番号: 203
氏名: 山本四郎
役職ID: 4
所属部署ID: 1002
役職ID: 4
身長: 170

データモデルによるデータ整合性の維持
以下のようなデータは登録できない
• テーブルに存在しない列を含むデータ
• データ型にマッチしない列値を持つデータ
• 列の制約に反する列値を持つデータ
87 山田一郎 4 1001
204 伊藤次郎 4 1002
205 藤原三郎 3 1003
役職ID: 4
身長：170
87 山田一郎 4 1001
204 伊藤次郎 4 1002
205 藤原三郎 3 1003
従業員番号: ABC
役職ID: 4
エリアID: 105
エリア名: BBB町
機密区分: D
エリアID エリア名機密区分
101 本社6F A
102 本社7F東 B
103 本社7F西 B
104 本社5F応接 C
エリアテーブル
身長という列なし
従業員番号列は
数値型
機密区分列には
A or B or C の
チェック制約あり

復習問題 - テーブル定義とデータの整合性
• 以下の設問のうち、正しいものを選びなさい
1. RDBMSのデータ構造は、木構造のツリー形式で与える
2. テーブルの作成時に、列のデータ型を指定する必要はな
い
3. 列のデータ型の分類には、数値、文字列、日付・時刻な
どがある
4. １つだけであれば、制約に反するデータを格納できる

復習問題 - テーブル定義とデータの整合性
1. RDBMSのデータ構造は、木構造のツリー形式で与える
⇒ ×：テーブル形式で与える
2. テーブルの作成時に、列のデータ型を指定する必要はな
い
⇒ ×：テーブルの作成時に、列名および列のデータ型を
指定する必要がある
3. 列のデータ型の分類には、数値、文字列、日付・時刻な
どがある
⇒ ○
4. １つだけであれば、制約に反するデータを格納できる
⇒ ×：1つだけでもダメ

復習問題 - 制約
• 以下の設問のうち、誤っているものを選びなさい
1. あるテーブルのエリアID列が主キーである場合、その
テーブル内にエリアID=103を持つ行は1つまたは０つ存
在する
2. NOT NULL制約が設定された列には、"NOT NULL"とい
う文字列しか設定できない
3. 一意制約と主キー制約は同じ機能を持つ
4. 外部キー制約は親子関係にあるテーブル間に設定される
制約である

復習問題 - 制約
1. あるテーブルのエリアID列が主キーである場合、その
テーブル内にエリアID=103を持つ行は1つまたは０つ存
在する
⇒ ○：2つあると主キー値で行を特定できないのでNG
2. NOT NULL制約が設定された列には、"NOT NULL"とい
う文字列しか格納できない
⇒ ×：NOT NULL制約は、NULL値の格納を禁じる制約
3. 一意制約と主キー制約は同じ機能を持つ
⇒ ×：一意制約＋NOT NULL制約 ≒主キー制約
4. 外部キー制約は親子関係にあるテーブル間に設定される
制約である
⇒ ○：親表の列にないデータを子表の列に格納できない
制約

シンプルでパワフルな
データアクセス専用言語SQL

RDBMSとSQL
• リレーショナルデータベースに格納されたデータは、
SQLを用いてデータの検索および更新できる
• SQLは国際標準化団体で標準化されている
• Oracle DatabaseもSQL標準に準拠している
– SQL標準と「おおむね」一致。完全に同じというわけではない
– 他のRDBMS製品も似たようなスタンス
テーブル
id ename ・・・
87 Steven ・・・
ABC xxx ・・・
クライアント
アプリケーション
id ename ・・・
87 Steven ・・・
205 Shelly ・・・
SELECT …
① SQL発行
②検索結果
RDBMS

SQL文の分類
• DML(Data Manipulation Language)
– データの検索と更新を行う
– SELECT文、INSERT文、UPDATE文、DELETE文など
• DDL(Data Definition Language)
– 表、インデックス、ビューなどの作成、変更、削除などを行う
– CREATE TABLE文、ALTER TABLE文、CREATE INDEX文、
CREATE VIEW文など
• DCL(Data Control Language)
– 権限設定・トランザクション制御などを行う
– GRANT文、REVOKE文、BEGIN文など
本章ではDMLの概要を説明します

復習問題 - SQL
• SQLに関する説明で、誤ったものを選んでください
1. 条件を指定してデータを検索するには、IF句を使用する
2. データを挿入（追加）するには、APPEND文を使用する
3. DELETE文でWHERE句の指定を省略すると、
「すべてのデータを削除してよいですか？ (Yes/No)」
と確認ダイアログが表示される
4. UPDATE FORCE文を使用すると、既存のデータを制約
に違反するデータへ更新できる

復習問題 - SQL
1. 条件を指定してデータを検索するには、IF句を使用する
⇒ × WHERE句を使用する
なお、WHERE句はSELECTだけでなく、UPDATEやDELETEでも指
定できる
2. データを挿入（追加）するには、APPEND文を使用する
⇒ ×： INSERT文を使用する
3. DELETE文でWHERE句の指定を省略すると、
「すべてのデータを削除してよいですか？ (Yes/No)」
と確認ダイアログが表示される
⇒ ×：確認ダイアログは表示されず、すべてのデータが削除される
4. UPDATE FORCE文を使用すると、既存のデータを制約に違反する
データへ更新できる
⇒ ×：制約に違反するデータへ更新する方法はない
UPDATE FORCE文は存在しない

トランザクションと
堅牢なデータ保護

トランザクションとは
• RDBMSで実行される更新処理は、「トランザクション」
として扱われます
• トランザクションとは、端的に言うと「信頼性のある更
新処理」です
信頼性のない更新処理信頼性のある更新処理
エラー発生時の
振る舞い
更新結果が中途半端にな
る場合がある
更新処理はすべて取り消さ
れ、更新前の状態に戻る
更新処理実行後の
データ整合性
整合性が崩れる場合があ
る
更新前に整合性が取れてい
るならば、更新後も整合性
を維持する
同時に更新処理を実
行した場合の振る舞
い
更新処理が相互に干渉し
て、データ整合性が維持
できない場合がある
それぞれの更新処理は相互
に干渉しない、隔離された
状態となる
致命的障害（サーバダ
ウン、ディスク破損）
発生時のデータロス
完了した更新が失われる
場合がある
完了した更新は適切に記録
され、容易に失われること
はない

NAME COL1
scott 1025
tiger 999
tom 25
:
james 8777
Atomicityが無いとエラー処理がとても大変
• Atomicityがない＝中途半端な状態が発生しうる
• エラーが発生したら、何が成功して何が失敗したかを
チェックし、その状態に応じて対処策となる処理を人間
が判断・実行しなければならない
⇒データ量やSQLの数が多い場合は現実的に不可能！
UPDATE xxx SET
col1 = col1 +1;
処理失敗…
NAME COL1
scott 1024
tiger 999
tom 24
:
james 8777
NAME COL1
scott 1025
tiger 1000
tom 24
:
james 8777
NAME COL1
scott 1025
tiger 999
tom 24
:
james 8777
中途半端、しかも
状態はいろいろ…

復習問題 - トランザクション
• トランザクションに関する説明で、正しいものを選んで
ください。（複数選択される場合あり）
1. RDBMSで実行される更新SQLの処理には、トランザク
ションとして扱われる処理と、扱われない処理がある
2. トランザクションが持つ4つの特性を略して、アルカリ
特性とよぶ
3. ALL or NOTHINGを実現するトランザクションの特性を
Consistencyと呼ぶ
4. COMMIT文でトランザクションを確定した後で
ROLLBACK文を実行しても、更新処理を取り消すことは
できない

復習問題 - トランザクション
1. RDBMSで実行される更新SQLの処理には、トランザクションとし
て扱われる処理と、扱われない処理がある
⇒ ×：更新SQLの処理はすべてトランザクションとして扱われる*
2. トランザクションが持つ4つの特性を略して、アルカリ特性とよぶ
⇒ ×：ACID特性
3. ALL or NOTHINGを実現するトランザクションの特性を
Consistencyと呼ぶ
⇒ ×： Atomicity（原子性）
4. COMMIT文でトランザクションを確定した後でROLLBACK文を実行
しても、更新処理を取り消すことはできない
⇒ ○：トランザクションを確定する前であれば、取り消すことがで
きる
*:厳密には、トランザクションの一部の特性を持たない例外的な処理
も存在する（ NOLOGGING操作など）

RDBMSがデータベースを
障害直前の状態に復旧できる仕組み

データベースに格納されたデータの重要性
• データベースに格納されたデータは極めて重要な資産
– データベースにはビジネスに直結するデータが格納されている
– 失われたら二度と取り戻すことができない
• Oracle Databaseは障害発生時でも、データが失われな
いような仕組みが用意されている
– ACID特性でいうところのDurability
障害障害発生時の復旧
サーバダウン
Oracleのダウン
異常終了により、障害発生直後は内部的なデータの整合性が
取れていない状態となる
次回正常起動時に、整合性を自動的に復旧できる
（クラッシュリカバリ）
ディスク破損破損により、データベースを構成するファイルの一部ないし
全部が失われた状態となる
バックアップファイルを戻し、リカバリ処理を実行して、障
害発生直前の状態に復旧できる
（メディアリカバリ）

「バックアップ戻し」だけの復旧作業の限界
• 単にバックアップを戻すだけでは、
バックアップ取得時点の状態にしか復旧できない
• 以下の例では、20:00～23:00に実行された更新は失われ
る
障害
20:00相当
の状態
23:0020:00
ファイルを
コピー
20:00時点の
バックアップ
バックアップ
でファイル
上書き
1. バックアップ 2. 障害発生 3. リストア
更
新

障害発生直前の状態への復旧が可能
• リストア（バックアップの戻し）後に、リカバリを実行
することで、障害発生直前の状態に復旧できる
• リカバリの元ネタはアーカイブREDOログファイルとオン
ラインREDOログファイル
障害
20:00相当
の状態
REDOデータ適用による
データベースの更新
23:00相当
の状態
アーカイブREDO
ログファイル
20:00 23:0023:00
REDOに記録
された更新
を適用
20:00
ファイルを
コピー
オンラインREDO
ログファイル20:00時点の
バックアップ
バックアップ
で上書き
REDOに記録
された更新
を適用
1. バックアップ 2. 障害発生 3. リストア 4. リカバリ
更
新

RMANによるバックアップの取得
• RMAN： Oracle Databaseに含まれるバックアップ取得
および管理ツール
• バックアップの取得例
• 非常に簡単
– データベースを構成するファイルを自動的に認識
– 手順がシンプル。基本的なバックアップであれば、backup
databaseコマンドのみでOK
$ rman TARGET /
Recovery Manager: Release 12.1.0.2.0 - Production on 月 4月
20 13:57:43 2015
：
RMAN> backup database;
backupが開始されました(開始時間: 15-04-20)
:
backupが完了しました(完了時間: 15-04-20)
RMAN>

復習問題 -バックアップとアーカイブログモード
• バックアップとアーカイブログモードに関する説明で、正しい
ものを選んでください。（複数選択される場合あり）
1. Oracleはどのような運用モードであっても、障害発生直前ま
での復旧が可能である
2. Oracleはどのような運用モードであっても、オンラインでの
バックアップ取得が可能である
3. バックアップを元の場所に戻すことで、障害発生直前の状態
への復旧作業は完了である
4. RMANでデータベース全体のバックアップを取得するとき、
データベースを構成するファイルのパスを指定する必要があ
る
5. 非アーカイブログモードでも、オンラインREDOログに更新
処理が記録される

1. Oracleはどのような運用モードであっても、障害発生直前までの復
旧が可能である
⇒ × アーカイブログモードでの運用が必要。アーカイブログモー
ドで運用することにより、アーカイブREDOログが出力され、デー
タベースへの全ての更新処理記録が保管されることになる
2. Oracleはどのような運用モードであっても、オンラインでのバック
アップ取得が可能である
⇒ × アーカイブログモードでの運用が必要。非アーカイブログ
モードでの運用では、バックアップを取得するためには、データ
ベースを停止する必要がある

3. バックアップを元の場所に戻すことで、障害発生直前の状態への復
旧作業は完了である
⇒ × リストア（バックアップを元の場所に戻す）に加えて、リカ
バリが必要
リカバリにより、バックアップ取得時点の状態から障害発生直前の
状態にすることができる
4. RMANでデータベース全体のバックアップを取得する際には、デー
タベースを構成するファイルのパスを指定する必要がある
⇒ × backup database; コマンドを実行するだけでOK
データベースのファイル構成はRMANが自動的に判断する
5. 非アーカイブログモードでも、オンラインREDOログに更新処理が
記録される
⇒ ○ 記録される。セミナーでは説明していないが、記録された更
新処理は、Oracleが異常終了した場合の復旧処理で使用される

Questions
&
Answers
Q and A

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