3層スキーマとは？外部・概念・内部スキーマの違いを初心者向けに画像多めで解説！

たしかに紛らわしいよね。
3層スキーマとは、データベースを
「利用者から見た姿」
「全体の論理構造」
「実際の保存方法」
の3つに分けて考える仕組みだよ。
ざっくり言うと、データベースをどの視点から見るかの違いなんだ。

そう。
同じデータベースでも、

• 利用者から見た姿
• システム全体として見た姿
• コンピュータの中で実際に保存されている姿

があるんだよ。

そうそう。
まずはざっくり表にするとこうだね。

スキーマは、簡単に言うとデータベースの設計図だよ。

うん。
たとえばデータベースには、

• どんなテーブルがあるか
• どんな項目があるか
• データ同士がどう関係しているか
• どう保存するか
• 誰にどの情報を見せるか

みたいな決まりがあるよね。
そういう構造やルールを表したものがスキーマなんだ。

それじゃあ、外部スキーマから確認しようか。
外部スキーマは、利用者やアプリごとに見えるデータベースの姿だよ。

たとえば会社のデータベースを考えてみよう。
同じ社員データベースがあったとしても、人によって見たい情報は違うよね。

そうだね。
「見える情報を絞る」という意味では、Excelのフィルタに近いイメージだよ。

ただ、外部スキーマはフィルタのように単に行を絞るだけではなく、必要な項目だけを見せたり、見せ方を変えたりするものだよ。
同じ社員データをもとに、部署ごとに別の表示用シートを用意する感じに近いかな。

たとえば、人事部には住所や給与まで見せる。
経理部には給与や振込先を見せる。
一般社員には氏名や部署、メールアドレスだけを見せる、という感じだね。

そう。
利用者ごとに必要な部分だけを見せる仕組みが外部スキーマだね。

概念スキーマは、データベース全体の論理的な設計だよ。

簡単に言うと、
「このデータベースには何のデータがあって、それらがどう関係しているか」
を表すものだね。

外部スキーマは、利用者ごとの見え方。
概念スキーマは、データベース全体としての本来の構造なんだ。

たとえば会社のデータベースなら、

• 社員テーブル
• 部署テーブル
• 給与テーブル
• 勤怠テーブル

があって、
社員はどの部署に所属しているか、
給与データはどの社員に紐づくか、
勤怠データはどの社員のものか、
みたいな関係を決める。

そう。
だから概念スキーマは、データベースの中心となる設計図と考えるといいよ。

内部スキーマは、データがコンピュータの中で実際にどう保存されるかを表すものだよ。

うん。
たとえば、

• データをどのファイルに保存するか
• どの順番で保存するか
• インデックスをどう作るか
• ディスク上にどう配置するか
• 検索を速くするためにどう管理するか

みたいな部分だね。

外部スキーマや概念スキーマよりも、かなりシステム内部寄りの話だね。

そうだね。
利用者は「社員一覧が見たい」と思うだけで、
そのデータがディスク上のどこに保存されているかまでは気にしないよね。

その裏側の保存方法を表すのが、内部スキーマだよ。

整理するためにレストランに例えてみようか。

レストランには、まずお客さん用のメニューがあるよね。

これが外部スキーマに近い。
お客さんに必要な情報だけを見せている。

そう。
次に、店全体の管理表を考えてみよう。

• 料理名
• 価格
• 材料
• 原価
• 在庫
• 担当者

こういう情報を店全体で管理している。
これが概念スキーマに近い。

そう。
そして最後に、材料を冷蔵庫のどこに置くか、
注文伝票をどの棚に保管するか、
在庫表をどのファイルに保存するか、
こういう実際の保管方法が内部スキーマに近い。

完全にバラバラというより、階層になっているイメージだね。

外部スキーマ
利用者ごとの見え方
↓
概念スキーマ
データベース全体の論理構造
↓
内部スキーマ
実際の保存方法

いいところに気づいたね。
3つに分ける理由は、変更に強くするためなんだ。

たとえば、内部スキーマを変えて、データの保存方法を効率化したとする。
でも、利用者から見た画面やデータの見え方が変わらなければ、利用者はその変更を意識しなくていいよね。

そう。
反対に、ある部署向けの表示内容、つまり外部スキーマを変えても、データベース全体の構造まで大きく変えなくて済む場合もある。

そう。
これをデータ独立性と呼ぶことがあるよ。

簡単に言うと、どこかを変更しても、他の部分への影響をできるだけ小さくする考え方だよ。

内部スキーマを変更しても、概念スキーマや外部スキーマに影響を与えにくくする。
これを物理的データ独立性という。

もう1つは
概念スキーマを変更しても、外部スキーマに影響を与えにくくする。
これを論理的データ独立性という。

いいね。
この3つは、上から見る人が違うと考えると覚えやすいよ。

いいね。
特に大事なのは、概念スキーマが中心になるということだね。

そうそう。
かなり理解できてるね。