データ管理の進化

# 1. プレーンテキストファイル
	保存場所やフォーマットに統一性なし
	例: user.txt、データ形式: "名前|パスワード"
	→ アプリ間での互換性がなく非効率

# 2. 標準化されたディレクトリ構造
	ファイル名と保存場所を統一
	→ 検索は容易になったが、データ互換性の問題は未解決

# 3. データベースシステム
	保存場所とデータ形式を厳密に定義
	→ 現在主流。アプリ間互換性と整合性を確保

データ保存の変遷

# 1. 単体保存（オフライン）
	各端末に独立して保存 → 共有不可

# 2. サーバー集中型（オンライン）
	中央サーバーで一元管理 → ネットワーク必須
	※ 安全性向上のため、クラスタ構成でリスク分散

データベースの本質

# C/Sアーキテクチャのソフトウェア
	誰でも開発可能だが、既存製品が多数存在

狭義：データ処理エンジン（コアプログラム）
広義：そのエンジンを操作するGUIツール群
※ 学習対象は主に「広義」のツール操作

主要データベース分類

■ RDBMS（関係型）
	- MySQL: 無料・オープンソース・普及率No.1
	- Oracle: 高セキュリティ・有料
	- PostgreSQL: 拡張性に優れる
	- MariaDB: MySQLの代替候補
	- SQLite: 軽量・Django標準搭載

■ NoSQL（非関係型）
	- Redis: 高速キャッシュ・多様なデータ構造
	- MongoDB: ドキュメント指向・ビッグデータ向け
	- Memcached: Redisにほぼ置き換え済み

▼ 核心差異
RDBMS: 固定スキーマ＋テーブル関連
NoSQL: スキーマフリー＋キー/バリュー形式

▼ 学習戦略
	各カテゴリ代表1つ習得 → 他は応用で習得可能

SQL vs NoSQL

共通目的: データの保存と取得
RDBMS → SQL言語で操作
NoSQL → 各製品固有のクエリ言語で操作

MySQL環境構築

■ 主要バージョン
	5.6: 安定版（現行最多）
	5.7: 移行期バージョン
	8.x: 最新版（機能拡張）

※ バージョン間でSQL文法はほぼ互換

■ インストール手順（Windows）
	1. 公式サイトからZIPパッケージダウンロード
	2. binフォルダをPATHに追加
	3. 管理者権限CMDで mysqld 起動
	4. 別CMDで mysql -u root 接続

■ 重要ファイル
	bin/ : サーバ(mysqld)とクライアント(mysql)
	data/: データ保存領域
	my.ini: 設定ファイル（文字コード等）

システムサービス化

# 自動起動設定
mysqld --install        # サービス登録
net start mysql         # 手動起動
net stop mysql          # 停止
mysqld --remove         # サービス削除

# サービス確認
services.msc → MySQLサービスを検索

パスワード管理

# 初期設定（rootユーザー）
mysqladmin -u root password '新パスワード'

# 変更方法
SET PASSWORD = PASSWORD('新パスワード');

# 忘れた場合の対処
1. mysqld --skip-grant-tables で起動
2. mysql -u root で接続
3. UPDATE mysql.user SET authentication_string=PASSWORD('新パス') WHERE User='root';
4. FLUSH PRIVILEGES; で権限再読み込み
5. 正常モードで再起動

基本概念

データベース → フォルダ
テーブル     → ファイル
レコード     → ファイル内の1行

基本SQL文

-- セミコロンで終了必須 --
SHOW DATABASES;           -- 全DB表示
USE db_name;              -- DB切り替え
SHOW TABLES;              -- 現在DBの全テーブル
SELECT * FROM table_name; -- 全データ取得
SELECT * FROM table_name\G; -- 縦表示（大量データ時）

データベース操作

CREATE DATABASE db_name;      -- 作成
SHOW CREATE DATABASE db_name; -- 詳細表示
ALTER DATABASE db_name CHARACTER SET utf8; -- 文字コード変更
DROP DATABASE db_name;        -- 削除
SELECT DATABASE();            -- 現在DB確認

テーブル操作

-- DB内でのみ実行可能 --
CREATE TABLE t1(id INT, name VARCHAR(50)); -- 作成
SHOW CREATE TABLE t1;       -- 構造確認
DESC t1;                    -- 簡易構造表示
ALTER TABLE t1 RENAME t2;   -- 名前変更
ALTER TABLE t1 MODIFY id BIGINT; -- 型変更
DROP TABLE t1;              -- 削除

レコード操作

INSERT INTO t1 VALUES (1,'A'),(2,'B'); -- 複数挿入
DELETE FROM t1 WHERE id=1;             -- 条件削除
UPDATE t1 SET name='X' WHERE id=1;     -- 更新
SELECT * FROM t1 WHERE name LIKE '%A%';-- 検索

文字コード設定

[mysqld]
character-set-server=utf8mb4
collation-server=utf8mb4_unicode_ci

[client]
default-character-set=utf8mb4

[mysql]
default-character-set=utf8mb4

ストレージエンジン

SHOW ENGINES; -- 利用可能なエンジン表示

■ 主要エンジン
InnoDB: トランザクション対応（MySQL 5.5+デフォルト）
MyISAM: 高速だがトランザクション非対応
MEMORY: メモリ上に保存（高速だが揮発性）
BLACKHOLE: 書き込み即消失（テスト用）

■ テーブル作成時の指定
CREATE TABLE t1(id INT) ENGINE=InnoDB;

データ型

-- 数値型 --
TINYINT, SMALLINT, INT, BIGINT
UNSIGNED修飾子で符号なし化

-- 浮動小数点 --
FLOAT, DOUBLE, DECIMAL
精度: DECIMAL > DOUBLE > FLOAT

-- 文字列 --
CHAR(10): 固定長（空白埋め）
VARCHAR(10): 可変長（実サイズ保存）

-- 日付型 --
DATE, TIME, DATETIME, TIMESTAMP, YEAR

-- 特殊型 --
ENUM('A','B'): 単一選択
SET('X','Y'): 複数選択可能

制約条件

NOT NULL: NULL禁止
DEFAULT '値': デフォルト値設定
UNIQUE: 重複禁止
PRIMARY KEY: 主キー（NOT NULL + UNIQUE）
AUTO_INCREMENT: 自動採番（主キーと併用）

例:
CREATE TABLE users(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	name VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '匿名',
	email VARCHAR(100) UNIQUE
);

外部キー制約

-- 表間関係の確立 --
CREATE TABLE departments(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	name VARCHAR(50)
);

CREATE TABLE employees(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	name VARCHAR(50),
	dept_id INT,
	FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES departments(id)
	ON UPDATE CASCADE
	ON DELETE CASCADE
);

■ 関係タイプ
1対多: 外部キーを「多」側に配置
多対多: 中間テーブルを作成
1対1: 外部キーをどちらかに配置＋UNIQUE制約

高度なクエリ

-- 条件検索 --
WHERE age BETWEEN 20 AND 30
WHERE salary IN (5000, 8000, 10000)
WHERE name LIKE '%山%'  -- 部分一致

-- 集計関数 --
SELECT dept, AVG(salary) FROM employees GROUP BY dept;
SELECT MAX(salary), MIN(salary) FROM employees;

-- 並び替え --
ORDER BY salary DESC, age ASC

-- ページング --
LIMIT 10 OFFSET 20  -- 21件目から10件

-- 正規表現 --
WHERE name REGEXP '^[A-Z]'

Python連携

import pymysql

conn = pymysql.connect(
    host='localhost',
    port=3306,
    user='root',
    password='secret',
    database='testdb',
    charset='utf8mb4',
    autocommit=True
)

cursor = conn.cursor(pymysql.cursors.DictCursor)
cursor.execute("SELECT * FROM users WHERE id=%s", (user_id,))
result = cursor.fetchall()

SQLインジェクション対策

# 危険な例（直接結合）
sql = f"SELECT * FROM users WHERE name='{username}'"

# 安全な例（プレースホルダ使用）
sql = "SELECT * FROM users WHERE name=%s AND pwd=%s"
cursor.execute(sql, (username, password))

# 攻撃例: ' OR 1=1 -- 
# → プレースホルダ使用で無害化

トランザクション管理

START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance=balance-100 WHERE id=1;
UPDATE accounts SET balance=balance+100 WHERE id=2;
COMMIT; -- 成功時
ROLLBACK; -- 失敗時

# ACID特性
Atomicity: 全て成功か全て失敗
Consistency: 整合性維持
Isolation: 並行処理時の干渉防止
Durability: コミット後は永続化