SQLとは?できることや特徴、非エンジニアも学習するメリットについて徹底解説

プログラミング言語の学習を進めていたり、エンジニアとしての就職・転職情報などを見ていると「SQL」という単語を目にすることがあると思います。SQLはデータベースを扱う言語ですが、プログラミング言語との違いやSQLの構成、できることなどはよくわからない方も多いのではないでしょうか。
本記事では、上記の内容に加え、SQLを利用して操作ができるリレーショナルデータベース管理システム(RDBMS)や、SQLの勉強方法なども解説しています。
Contents
SQLとは
SQL(読み:シーケルあるいはエスキューエル)とは、リレーショナルデータベース(RDB)を扱うための言語のことで、データベース言語と呼ばれます。データベースとは、顧客情報や商品情報などのデータをデータモデル(データを分類・整理するための方式)ごとにコンピューターの中に電子的に格納したものです。なかでも、リレーショナルデータベースは表形式の複数データを関連付けて使えるようにしたデータベースです。
例えば顧客情報では、氏名、電話番号、メールアドレス、住所、購入履歴などを整理・登録しておき、地域や購入履歴に基づいたセール情報を配信したり、データの分析結果からレコメンド機能へ利用する、などができます。WEBアプリケーションで顧客や商品のデータを扱うもののほぼすべてでデータベースが使われているため、我々が意識していなくとも日常的に接しているシステムのひとつです。近年注目を集めているビッグデータやデータサイエンスの領域でもデータベースが多く利用されており、データの整理や調整でもSQLは使われています。
また、SQLは1986年にANSI(読み:アンシ|米国国家規格協会)にて規格化され、現在はISO(読み:イソあるいはアイエスオー|国際標準化機構)が国際標準化をしている規格のため、「MySQL」や「PostgreSQL」などのリレーショナルデータベースの種類を問わず利用可能です。
データベース言語との関係性
データベース言語とSQLの関係を詳しく見ていきましょう。
データベース言語の種類と役割
データベースにはさまざまな言語が使用されています。主なものには、SQL、NoSQL、PL/SQLなどがあります。
SQLはリレーショナルデータベースで使用される標準的な言語で、構造の定まった表形式のデータを効率的に操作できます。
NoSQLはドキュメント指向、キーバリュー型、列指向などの非構造化データを扱う言語で、大量のデータを高速に処理する用途に適します。
また、PL/SQLはOracle Database用の手続き型言語で、データベース内部の処理ロジックを記述できます。
SQLの位置づけ
SQLは、データベース言語のなかでも最も一般的で標準的な言語と位置づけられています。ほとんどすべてのRDBMSで採用されており、データの検索、操作、定義、制御などの基本的な機能を提供します。
一方、NoSQLやPL/SQLなどの言語は、SQLをベースにしつつ、特定のデータベース管理システムや用途に合わせて拡張された言語です。 NoSQLは大量の非構造化データの扱い、PL/SQLはロジックの記述に便利です。
しかし、NoSQLやPL/SQLなどの言語も、SQLの基本的な文法や概念を踏襲しており、SQLとの親和性が高いです。つまり、SQLは、データベース言語の中核を成す共通言語として機能しています。
プログラミング言語との違い
データベース言語はデータベースを扱うための言語で、プログラミング言語はコンピューターにおこなって欲しい処理をプログラムするための言語です。データベースも大別するとコンピューターに含まれますが、データベースの操作にはSQLなどのデータベース言語が必要となり、プログラミング言語とは操作対象も異なります。
宣言型言語としてのSQL
SQLは宣言型言語の一種です。宣言型言語は、「何を」取得または操作するかを指定するだけで、「どのように」処理をおこなうかの詳細を記述する必要がない言語です。
例えば、ユーザー情報が多数格納されたテーブルから、特定の条件に合うデータを取得する例です。
SELECT * FROM users WHERE age >= 20;
上記のSQL文は「usersテーブルから年齢が20以上のすべての列を取得する」ことを宣言しているだけで、具体的にどのようにデータを探索するかは指定していません。
汎用プログラミング言語との比較
一方、JavaやPythonなどの汎用プログラミング言語は命令型言語です。命令型言語では、目的を達成するための手順を詳細に記述する必要があります。
前項と同様のデータを取得する場合、Pythonでは以下のようなコードになります。
users = get_all_users() # 全ユーザーを取得する
result = []
for user in users:
if user.age >= 20: # 年齢が20歳以上の場合
result.append(user) # resultリストにユーザーを追加
return result # 20歳以上のユーザーのリストを返す
上記のように、汎用プログラミング言語では処理の各ステップを明示的に記述する必要があります。
SQLと比較すると、より詳細な制御が可能となる一方、単純なデータ操作では冗長になる傾向があります。
SQLを構成する言語
SQLはデータベース言語を扱う言語と説明をしてきましたが、SQLのなかにも命令文の種類が3つあります。本項では3種の命令文をご紹介します。
また、リレーショナルデータベースでは、Excelのシートのような表形式でデータを管理する「テーブル」を利用します。SQLはテーブルを使ってデータを管理する言語となっており、言語の特徴をよく理解しておく必要があります。
データ定義言語(DDL)
DDLとは、Data Definition Languageの略称で、テーブルの作成、変更、削除などをする命令文です。基本的な命令文は以下のとおりです。
- ・CREATE……テーブルの作成
- ・DROP……テーブルの削除
- ・ALTER……既存テーブルの定義変更
- ・TRUNCATE……テーブルのデータ削除
- ・RENAME……テーブル名の変更
- ・JOIN……テーブルの結合
- ・COMMENT……テーブルへのコメント追加
データ操作言語(DML)
DMLとは、Data Manipulation Languageの略称で、データを操作する命令文です。テーブルの行のことを「レコード」といい、DMLはレコードに関するデータの操作をおこないます。
赤色部分の行をレコードといいます。
基本的な命令文は以下のとおりです。
- ・SELECT……テーブルからレコードを取得
- ・UPDATE……テーブルのレコードを更新
- ・DELETE……テーブルからレコードを削除
- ・INSERT……テーブルにレコードを新規登録
データ制御言語(DCL)
DCLとは、Data Control Languageの略で、テーブルやレコード操作の権限管理、トランザクション(一連の複数データ処理を全体処理として管理する)の制御をするための命令文です。基本的な命令文は以下のとおりです。
- ・GRANT……テーブルへの権限付与
- ・REVOKE……テーブルへの権限取り消し
- ・BEGIN……トランザクション処理の開始
- ・COMMIT……トランザクション処理の確定
- ・ROLLBACK……トランザクション処理の取り消し
SQLでできること
SQLでできることを5つお伝えします。
データベースの作成
SQLはデータを格納するデータベース自体とテーブルの作成が可能です。データベースを利用すると顧客情報や従業員情報、商品情報などの一元管理ができるため、作成するメリットは多岐に渡ります。代表的なメリットとしては、データの共有や管理が簡単になる、データ分析やデータの再利用がしやすくなるなどがあります。
データの検索・抽出
SQLはデータベースに格納された大量のデータから、特定のデータだけを検索・抽出できます。例えば、登録者の名前だけ、性別での検索、年齢30歳以上の登録者など、条件の指定で簡単にデータベースから該当データの検索・抽出が可能です。
データの整形
SQLの利用でデータの削除や追加、整理などの管理が可能になります。データベースのデータを利用した分析などでは、データが統一されていないと正確な情報を導き出すことができなくなってしまいます。例えば、同じようなデータでも半角と全角が違っていると異なるものとして認識されてしまいますし、データが重複している場合もあります。しっかりと管理をするためにも、データの整形は大切です。
テーブルの結合
SQLで作成した異なるテーブルを結合させることができます。例えば、「商品注文履歴のテーブル」と「商品IDや金額、個数のテーブル」を結合させて、「注文履歴の商品IDに金額や個数を表示させるテーブル」などを作ることができます。関連する情報を1つのテーブルに結合させ、データを見やすく、管理しやすくできます。
トランザクション制御
トランザクション制御では、一連の複数データの処理を全体処理として管理できます。例えば、銀行口座から1万円を送金するAさんと受け取るBさんの残高処理では、Aさんの銀行口座残高から1万円を引き、Bさんの銀行口座残高に1万円を足す処理がおこなわれます。
送金処理の際に、Aさんが送金したことによって銀行口座残高から1万円が引かれたのにも関わらず、Bさんの銀行口座残高が変わらなかった場合、データの整合性が取れず問題になってしまいます。そこで、Aさんの送金とBさんの受け取りを1つの処理としてまとめて扱う決まり(トランザクション)を設け、データ移行のミスがあったときに処理結果を取り消し、データ移行が成功しない限り処理結果を反映させないようにできます。
SQLの押さえておきたい基本用語
SQLを利用するうえで押さえておきたい基本用語をご紹介します。
テーブル
リレーショナルデータベースで、データを表形式にまとめているものをテーブルといいます。テーブルは列(カラム)と複数の行(レコード)から構成され、テーブル自体も複数作成できます。
カラム
テーブル内の列のことをカラムといいます。下記画像では、顧客番号、顧客氏名、性別などの列がカラムに該当します。
レコード
テーブル内の行のことをレコードといいます。各カラムの項目をレコードを通して確認できます。
フィールド
フィールドとは、Excelでいうセルに該当する部分で、レコード内のひとつひとつの
入力項目です。カラムもレコードも、「複数のフィールドを集めたもの」として説明できます。
主キー
主キー(primary key)とは、レコードを一意に識別する(重複しない情報として識別する)ためのカラムです。
顧客情報テーブルの例では、顧客氏名や性別などが重複する場合があっても、顧客番号はそれぞれに割り振られるため重複はしません。そのため、顧客番号を主キーに設定すればレコードを一意に識別できるようになり、レコード重複の防止や検索スピードの向上などが可能になります。
インデックス
インデックスは、テーブル内のデータを素早く見つけるための仕組みで、本の索引に似ています。
例えば、顧客データベースで「姓」の列にインデックスが作成されている場合、すべての顧客レコードを確認する代わりに、インデックスを使用して該当する顧客の位置がすぐに判明し、検索速度が大幅に向上します。
SQLが使えるリレーショナルデータベース
リレーショナルデータベースの操作ができるSQLですが、リレーショナルデータベースにもたくさんの種類があります。本項では5つをピックアップしてお伝えします。また、本項では「オープンソース」に分類されるものの説明を含みます。オープンソースをまだご存知ない方は、下記の関連記事をご確認ください。
関連記事:オープンソースとは?その特徴や使う際の注意点を解説
MySQL
※参考:MySQL
MySQL(読み:マイエスキューエル)とは、Oracle社からリリースされているオープンソースのリレーショナルデータベース管理システムで、世界中で最も利用されているもののひとつです。また、WEB系開発でよく利用されるLAMP(OSの「Linux」、WEBサーバーの「Apache」、リレーショナルデータベースの「MySQL」、プログラミング言語の「PHP」あるいは「Python」か「Perl」)に含まれるシステムの1つです。LAMPのソフトウェアはすべてオープンソースとなっているため、LAMPで開発環境を整えるとコストの削減ができるようになっています。
MySQLは柔軟性と拡張性が高く、大量データでも高速処理が可能です。加えて、オープンソースでありながら、充実したユーザーコミュニティとOracle社の保守体制が整っています。中小企業やスタートアップはもとより、Googleやヤフー、Meta(旧Facebook)、Twitter、Netflixなどの大企業でもMySQLは利用されており、CMS(Contents Management System|コンテンツ管理システム)として有名なWordPressにも組み込まれています。
また、MySQLはオープンソースのものがよく利用されますが、「MySQL Standard Edition」や「MySQL Cluster Carrier Grade Edition」などの商用ライセンスも存在しています。
Maria DB
※参考:MariaDB Foundation–MariaDB.org
Maria DB(読み:マリアディービー)とは、MySQLからフォーク(あるソフトウェアのソースコードを分岐させ、独立したソフトウェアを開発する)をした、オープンソースのリレーショナルデータベース管理システムです。MySQLの創設者でもあるミカエル・ウィデニウス氏によって開発されました。MySQLと操作方法などが酷似しているのは、MySQLがOracle社に買収されたあと、MySQLに代わるデータベースとしてMaria DBを開発したことが理由となっています。
そのため、Maria DBはMySQLと高い互換性を持ち、MySQLからの移行も簡単にできます。また、近年では、LinuxディストリビューションにMaria DBが標準搭載されることも多くなっています。
Linuxディストリビューションについて詳しく知りたい方は、下記の関連記事をご確認ください。
関連記事:LinuxとWindowsは何が違う?それぞれのメリット・デメリットや特徴を解説
Oracle Database
参考:Database 19cおよび21c |オラクル| Oracle日本
Oracle Databaseとは、Oracle社が販売をしている有償のリレーショナルデータベース管理システムです。障害に対するさまざまな機能を有しており堅牢性が高い、誰かがデータ更新をしても待ち時間なく読み取りができる、サポートが充実しているなどの特徴があります。データベースに関する情報を収集・公開しているDB-Enginesによると、Oracle Databaseは世界で最も利用されているデータベースとなっています。(2024年9月現在)
PostgreSQL
※参考:PostgreSQL: The world’s most advanced open source database
PostgreSQL(読み:ポストグレスキューエル|業界での略称はポスグレ)とは、オープンソースのオブジェクトリレーショナルデータベース管理システムです。MySQLなどと違い、JavaやPythonなどのオブジェクト指向の仕組みを用いたデータベース管理システムとなっています。オブジェクト単位でデータベースの操作ができるため、大量のデータや複雑な処理を得意としています。また、PostgreSQLは無償でありながら商用データベースに比べても引けを取らない機能を有しており、世界的にも人気があります。
Microsoft SQL Server
※参考:SQL Serverのダウンロード–Microsoft
Microsoft SQL Server(業界ではSQL Serverと略されることが多い)とは、Microsoft社がリリースしているリレーショナルデータベース管理システムです。Microsoft社製のデータベースのため同社製品と相性がよく、有償で大規模システム向きの「Enterprise」、有償で中〜大規模システム向きの「Standard」、無償だがテスト環境でのみ利用可能な「Developer」、無償で小規模システム向きの「Express」のエディションがあります。
また、データベース操作にはMicrosoft SQL Server向けにSQLを独自拡張した「Transact-SQL」を利用し、GUI操作も可能になるツール「SQL Server Management Studio」も用意されています。
SQLite
※参考:SQLite Home Page
SQLiteとは、簡易的に利用できるオープンソースのリレーショナルデータベース管理システムです。SQLiteは他のデータベースと違い、アプリケーションに組み込んで利用するライブラリの一種となっており、設定が不要で自己完結型のシステムとなっています。名前のとおり、あくまでライトに使えるものとなり、大規模データベースの構築などには向いていません。しかし、軽量で省メモリにも関わらず、中規模データベースの構築までは対応できるといわれています。
市場シェアと採用傾向
データベース管理システムの市場シェアは、DB-Enginesのランキングによると以下のようになっています(2024年9月現在)
順位 |
データベース名 |
1 |
Oracle |
2 |
MySQL |
3 |
Microsoft SQL Server |
4 |
PostgreSQL |
: |
: |
10 |
SQLite |
採用傾向としては、大企業や金融機関など有償でも高信頼性が求められる用途にOracle DatabaseやSQL Serverが多く採用され、WEB系企業やスタートアップではMySQLやPostgreSQLの採用が多いです。
近年はクラウドサービスが台頭し、Amazon AuroraやGoogle Cloud SQLなど、クラウド特化型のデータベースサービスの採用も増えています。
非エンジニアにも!SQLを勉強するメリット
SQLの習得でエンジニアとしての就職や転職で有利になることは間違いないでしょう。また、非エンジニアの方にとっても、SQLの習得にはメリットがあります。
データが活用できるようになる
非エンジニアがデータベースで管理をしている売り上げデータなどを確認する場合、エンジニアにデータの検索・抽出を依頼しなくてはなりません。しかし、SQLの操作を自分でおこなえるとエンジニアへ依頼する手間がなくなり、必要なデータを必要なときに取り出すことが可能になります。非エンジニアがSQLを習得すれば、データ関連の業務を自力で完遂できるようになる点は大きなメリットでしょう。
需要が高く就職や転職に役立つ
ビッグデータやデータ分析などの用語が一般化され、多くの企業でデータの有用性が認知され始めています。企業内でのデータ分析やデータの整形が増えてきているため、SQLを習得していると就職や転職の際に評価されることが期待できます。
また、SQLを習得してからプログラミング言語を覚え、エンジニアに転身するキャリアプランを描くこともできます。
SQLを習得すれば目指せる職種
SQLの習得で、どのような職種に活かせるか気になると思います。本項ではおすすめの職種を3つお伝えします。
データベースエンジニア
データベースエンジニアとは、名前のとおりデータベースを主に扱うエンジニアのことです。業務内容はデータベースの設計・開発・管理・運用・保守となっています。また、企業や事業によっては、運用・保守のみを専門におこなうデータベースエンジニアを採用している情報も見受けられます。
データベースエンジニアになるには、SQLで操作が可能な「MySQL」や「PostgreSQL」などのリレーショナルデータベース管理システムの知識はもちろん、近年注目を集めているNoSQL(Not Only SQL)の知識もあったほうが転職活動で有利になるでしょう。
データサイエンティスト
データサイエンティストとは、ビジネスの課題解決や意思決定、研究などに利用するデータを収集・分析・解析するスペシャリストです。企業や研究機関などが保有するリレーショナルデータベースにあるデータから分析などをおこなうことが多くなっているため、SQLを習得すれば業務に活かすことができます。データサイエンティストについてはまとめている記事が多数あります。詳細を知りたい方はぜひともご覧ください。
関連記事:データサイエンティストに必要な資格とは?年収や仕事内容、必要なスキルもご紹介
データサイエンティストとは?業務内容や必要なスキルセットを解説
データサイエンティストはなくなる?噂の内容や求められることについて
バックエンドエンジニア
バックエンドエンジニアとは、WEBサイトやWEBアプリケーションの開発で、ユーザーの目に見えない部分を開発するエンジニアです。バックエンド開発では、プログラミング言語で構築したシステムにデータベースから情報を取得するケースが多いため、SQLの知識を活かすことができます。バックエンドエンジニアについてもまとめている記事があります。詳細は下記関連記事でご確認ください。
関連記事:バックエンドエンジニアとは?おすすめ言語や未経験でなる方法も解説
SQLの勉強方法
SQLの勉強方法としては、参考書や書籍で勉強する、プログラミングスクールに通う、オンラインスクールに通うなどがあります。
参考書や書籍で勉強する
書籍から始める場合、レベル別にまとめられているものが多いので、自身の状況にあったものを選択するようにしましょう。
SQL関連の資格を取得すると、SQLの操作ができる証明になり、就職や転職で有利になることが期待できるため、資格取得を目指して勉強を進めることもおすすめです。
SQLの関連資格には、「Oracle Master」、「MySQL 5.7 Database Administrator」、「OSS-DB技術者認定試験」「データベーススペシャリスト試験」などがあります。難易度から見ると、初心者の方は「Oracle Master Bronze」がおすすめのものになります。
プログラミングスクールに通う
スクールでは、通学型とオンライン型があり、カリキュラムや学習期間、金額などがそれぞれ異なっています。書籍や学習サービスに比べると費用が高くなってしまいますが、モチベーションを保ちやすいのが特徴です。資料請求や質問をして、自身に合ったものを慎重に選択してください。
オンラインスクールに通う
学習サービスでは、「Progate」や「ドットインストール」、「Paizaラーニング」などの有名サービスで講座が設けられているので、無料版で各サービスを試してから、自身に合ったもので有料会員になり、勉強を進めていきます。
SQLの将来性
SQLは数十年にわたってデータ管理の中心的な役割を果たしてきましたが、ビッグデータ時代の到来とNoSQLデータベースの台頭により、役割は進化し続けています。
ビッグデータ分析のツールとして、SQLは今でも主役級です。
Apache HiveやGoogle BigQueryなど、ビッグデータ処理系の多くがSQL互換のインターフェースを提供しており、SQLスキルを活かして、ペタバイト級のデータ処理が可能になっています。
最近ではApache FlinkやSpark Structured Streamingなど、ストリームデータを処理するエンジンでもSQL風の言語が採用され、従来のバッチ処理だけでなく、リアルタイム処理でもSQLの考え方が活きてきます。
ビッグデータ時代に入っても、SQLスキルの重要性は減るどころか、むしろ増しています。
まとめ
現在のWEBサイト、WEBアプリケーション運営では、データベースを利用して顧客情報や商品情報を管理するケースがとても多くなっています。また、スマートフォンアプリやゲームの開発などでもSQLは利用されています。
リレーショナルデータベースを操作するSQLのニーズは高く、スキルを有していることでエンジニア、非エンジニアを問わず評価されることが期待できます。SQLはプログラミング言語に比べると、言語としての学習難易度は低くなっています。気になった方はぜひとも勉強を始めてみてください。