SQL Serverのデータベース設計：ER図の作成と実体・リレーションの設計

データベース設計は、システム開発において重要な工程の一つです。特に大規模なシステムでは、適切なデータモデルを設計することで、パフォーマンスや拡張性、保守性を大幅に向上させることができます。

本記事では、SQL Serverを前提としたデータベース設計の基本的な手順として、ER図（エンティティ・リレーションシップ図）の作成方法と、実体（エンティティ）およびリレーション（関係）の設計手法について詳しく解説します。

データモデリングとは

データモデリングは、データベースの構造を設計するプロセスです。適切なデータモデリングを行うことで、以下のメリットを得られます。

  • データの一貫性を確保できる
  • データの冗長性を最小限に抑えられる
  • クエリのパフォーマンスを向上させられる
  • メンテナンスが容易になる

データモデリングの代表的な手法として、概念データモデル（CDM）、論理データモデル（LDM）、物理データモデル（PDM）の3つがありますが、本記事では主に論理データモデルを中心に解説します。

ER図（エンティティ・リレーションシップ図）とは

ER図（Entity-Relationship Diagram）は、データベース設計の初期段階で作成するモデルです。これは、システム内のデータの関連性を視覚的に表現する図で、主に以下の3つの要素で構成されます。

  1. エンティティ（Entity）：データベース内で管理するデータの対象（例：ユーザー、商品、注文など）
  2. アトリビュート（Attribute）：エンティティが持つ属性（例：ユーザー名、価格、注文日など）
  3. リレーションシップ（Relationship）：エンティティ同士の関係性（例：ユーザーが注文を行う、商品が注文に含まれるなど）
シンプルなER図

ER図の記法

ER図の記法としては、Chen記法やIE記法（情報エンジニアリング記法）が一般的ですが、SQL Serverのデータベース設計ではIE記法がよく使われます。

IE記法では、エンティティは長方形で表し、リレーションシップは線で接続します。

SQL Serverのデータモデル設計手順

①要件定義

データベース設計の第一歩は、ビジネス要件を整理し、管理すべきデータを洗い出すことです。たとえば、ECサイトのデータベースを設計する場合、以下のようなエンティティが考えられます。

  • ユーザー（Users）
  • 商品（Products）
  • 注文（Orders）
  • 注文詳細（OrderDetails）

②エンティティの定義

次に、各エンティティの属性を定義します。

エンティティ属性名型説明
UsersUserIDINTユーザーの一意な識別子（PK）
UsersUserNameVARCHAR(255)ユーザー名
UsersEmailVARCHAR(255)メールアドレス
ProductsProductIDINT商品の一意な識別子（PK）
ProductsProductNameVARCHAR(255)商品名
OrdersOrderIDINT注文の一意な識別子（PK）
OrdersUserIDINT注文を行ったユーザー（FK）
OrderDetailsOrderDetailIDINT注文詳細の一意な識別子（PK）
OrderDetailsOrderIDINT関連する注文（FK）
OrderDetailsProductIDINT注文された商品（FK）

③リレーションの定義

エンティティ間のリレーションを定義します。

  • UsersとOrders：1人のユーザーは複数の注文を行う（1対多）
  • OrdersとOrderDetails：1つの注文には複数の商品が含まれる（1対多）
  • ProductsとOrderDetails：1つの商品は複数の注文に含まれる（多対多）

演習問題

問題 1

以下のような新しいエンティティ「カテゴリ（Categories）」を追加してください。

要件
  • 各商品には1つのカテゴリが関連付けられる
  • 各カテゴリには複数の商品が属する
  • カテゴリにはカテゴリ名（CategoryName）を含む
質問
  1. ER図にカテゴリ（Categories）エンティティを追加する場合、どのようなリレーションを設定すればよいですか？
  2. SQL Serverでこのカテゴリエンティティを定義するSQLを記述してください。

解答例

解答 1

  • リレーションの定義
    • Categories（1）対 Products（多）のリレーション（1対多）

解答 2

CREATE TABLE Categories (
    CategoryID INT PRIMARY KEY IDENTITY(1,1),
    CategoryName VARCHAR(255) NOT NULL
);

ALTER TABLE Products ADD CategoryID INT;
ALTER TABLE Products ADD CONSTRAINT FK_Products_Categories FOREIGN KEY (CategoryID) REFERENCES Categories(CategoryID);

まとめ

本記事では、SQL Serverのデータベース設計において、ER図の作成方法やエンティティ・リレーションの設計手法を解説しました。

特に、大規模システムでは適切なデータモデリングが重要であり、論理設計の段階でしっかりとしたデータモデルを作成することで、システムの拡張性や保守性を向上させることができます。

今後は、実際のSQL Server上でのテーブル設計やインデックスの最適化についても学ぶと、より実践的な知識が身につくでしょう。