スキーマ (スキーマ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

スキーマ (スキーマ) の読み方

日本語表記

スキーマ (スキーマ)

英語表記

schema (スキーマ)

スキーマ (スキーマ) の意味や用語解説

スキーマとは、データやシステムの構造、構成、制約などを定義した設計図や計画のことである。建築における設計図が建物の構造や部屋の配置を定めるように、ITにおけるスキーマは、扱うデータの形式や関係性を厳密に定義する役割を持つ。この概念は様々な技術分野で用いられるが、特にデータベースの文脈において、スキーマは極めて重要な概念として扱われる。システムエンジニアがデータを正確かつ効率的に扱うためには、このスキーマの理解が不可欠である。 データベース、とりわけリレーショナルデータベース（RDB）におけるスキーマは、データベース内にどのようなデータを、どのような形式で格納するかを定めたルールの集合体を指す。具体的には、データを格納する「テーブル（表）」、テーブルを構成する「カラム（列）」、そして各カラムに設定される「データ型」や「制約」といった要素で定義される。例えば、顧客情報を管理するデータベースを構築する場合を考えてみる。ここには「顧客テーブル」や「商品テーブル」、「注文テーブル」などが存在することになるだろう。この「顧客テーブル」のスキーマは、「顧客ID」「氏名」「メールアドレス」「登録日」といったカラムで構成されると定義する。さらに、各カラムに格納できるデータの種類を指定する「データ型」を定義する。「顧客ID」は整数型（INTEGER）、「氏名」と「メールアドレス」は文字列型（VARCHAR）、「登録日」は日付型（DATE）といった具合である。これに加えて、データの整合性を保つための「制約」もスキーマの重要な要素となる。例えば、「顧客ID」は各顧客を一意に識別するための主キー（PRIMARY KEY）制約を設定し、重複した値を許さないようにする。また、「メールアドレス」には同じアドレスが登録されないようにユニーク（UNIQUE）制約を課したり、空の値を許さないようにNOT NULL制約を設定したりする。これらの定義の集合体、すなわち、どのようなテーブルがあり、各テーブルがどのようなカラムで構成され、それぞれのカラムにどのようなデータが格納されるべきか、というルール全体がデータベーススキーマなのである。このスキーマがあるおかげで、システムは意図しない形式のデータが登録されるのを防ぎ、データの品質と一貫性を維持することができる。また、アプリケーションを開発する際にも、スキーマを参照することで、データベースとどのようにデータをやり取りすればよいかが明確になり、開発効率が向上する。 システム開発の進行に伴い、一度定義したスキーマが永続的に変わらないわけではない。新しい機能の追加や仕様変更に対応するため、既存のテーブルに新しいカラムを追加したり、カラムのデータ型を変更したり、あるいは新しいテーブルを作成したりする必要が生じる。このようなスキーマの変更作業とその履歴を管理するプロセスは「スキーママイグレーション」と呼ばれる。スキーマの変更は、既に格納されているデータに影響を及ぼす可能性があるため、慎重に計画し、実行する必要がある。 このスキーマという概念は、データベースに限らず、様々な技術領域で応用されている。例えば、XML（Extensible Markup Language）文書の構造を定義するためには「XMLスキーマ（XSD）」が用いられる。これは、XML文書内で使用できる要素（タグ）の種類、出現順序、属性、データ型などを厳密に定義するもので、スキーマに準拠しないXML文書を無効と判断することができる。同様に、Web APIなどで広く利用されるデータ形式であるJSON（JavaScript Object Notation）においても、「JSONスキーマ」が存在する。これはJSONデータの構造を定義し、検証するための仕様であり、どのようなプロパティを持つべきか、その値がどのような型であるべきかを規定する。これにより、システム間でやり取りされるデータの形式を保証し、予期せぬエラーを防ぐことができる。また、APIのクエリ言語であるGraphQLでは、APIが提供するデータの構造を「GraphQLスキーマ」として定義する。クライアントはこのスキーマを参照することで、どのようなデータを要求できるかを正確に知ることができる。 総じて、スキーマとは、対象となるデータやシステムの骨格を定める設計情報であり、その一貫性や整合性を保証するための規約であると言える。システムエンジニアは、このスキーマを正しく設計し、理解し、そして適切に管理することによって、堅牢で信頼性の高いシステムを構築することができるのである。