「データベース」の版はん間あいだの差分さぶん

[[コンピューティング]]において、'''データベース'''（{{Lang-en-short|database}}）は、電子でんし的てきに保存ほぞんされ、アクセスできる組織そしき化かされた[[データ]]の集合しゅうごうである。実み[[記憶きおく装置そうち|メモリ]]に保存ほぞんされるもの、[[Comma-Separated Values|CSV]]などの[[ファイル (コンピュータ)|ファイル]]に保管ほかんされる物もの、[[オペレーティングシステム|OS]]のファイルシステムなどから、後述こうじゅつの[[データベース管理かんりシステム]]を使つかった大だい規模きぼなものまである。

小規模しょうきぼなデータベースはOSの[[ファイルシステム]]上じょうにファイルとして保存ほぞんされるが、大だい規模きぼなデータベースはOSに依存いぞんしない低ていレベルなフォーマットで外部がいぶ[[記憶きおく装置そうち]]に保存ほぞんされる。また[[コンピュータ・クラスター]]または[[クラウドストレージ]]で保存ほぞんされる。[[データベース設計せっけい]]に関かかわる分野ぶんやは多岐たきにわたり、[[データモデリング]]、効率こうりつ的てきなデータ表現ひょうげんと保存ほぞん、[[問とい合あわせ言語げんご|クエリ言語げんご]]、機密きみつデータの{{Ill2|データベース・セキュリティ|en|Database security|label=セキュリティ}}や[[情報じょうほうプライバシー|プライバシー]]、[[並行へいこう計算けいさん|同時どうじアクセス]]と[[フォールトトレランス]]のサポートを含ふくむ[[分散ぶんさんコンピューティング]]の課題かだいなど、形式けいしき技術ぎじゅつと実用じつよう的てきな考慮こうりょ事項じこうに及およぶ。

'''[[データベース管理かんりシステム]]'''（'''DBMS'''）は、[[エンドユーザー]]、アプリケーション、およびデータベース自体じたいと対話たいわし、データを取得しゅとくし分析ぶんせきするための[[ソフトウェア]]である。さらに、DBMSソフトウェアには、データベースを管理かんりするために提供ていきょうされる関連かんれん機能きのうも含ふくまれている。データベース、DBMS、関連かんれんアプリケーションの全体ぜんたいを含ふくめて'''データベースシステム'''と呼よぶ。しばしば「データベース」という用語ようごが、DBMS、データベースシステム、またはデータベースに関連かんれんするアプリケーションのいずれかを指さす場合ばあいに漠然ばくぜんと使つかわれている。

コンピュータ科学かがく者しゃは、データベース管理かんりシステムを、サポートする[[データベースモデル]]に基もとづいて分類ぶんるいしている。[[関係かんけいデータベース|リレーショナルデータベース]]は、[[1980年代ねんだい]]の主流しゅりゅうであった。これらは、データを一連いちれんの[[表ひょう (データベース)|表ひょう]]の[[行くだり (データベース)|行くだり]]と[[列れつ (データベース)|列れつ]]としてモデル化かし、大だい多数たすうはデータの書かき込こみとクエリ（問とい合あわせ）に[[SQL]]を使用しようする。[[2000年代ねんだい]]には、異ことなる[[問とい合あわせ言語げんご|クエリ言語げんご]]を使用しようする [[NoSQL]] と総称そうしょうされる非ひリレーショナルデータベースが普及ふきゅうした。

データベースとそのDBMSは共ともに、特定とくていの[[データベースモデル]]の原則げんそくに準拠じゅんきょしている{{sfn|Tsitchizris|Lochovsky|1982}}。 「データベースシステム」とは、データベースモデル、データベース管理かんりシステム、データベースを総称そうしょうしたものである{{sfn|Beynon-Davies|2003}}。

データベースとDBMSは、サポートするデータベースモデル（リレーショナルや[[Extensible Markup Language|XML]]など）、実行じっこうするコンピュータの種類しゅるい（サーバークラスタから携帯けいたい電話でんわまで）、データベースへのアクセスに使用しようするクエリ言語げんご（SQLや[[XQuery]]など）、内部ないぶエンジニアリング（性能せいのう、[[スケーラビリティ]]、障害しょうがい許容きょよう力りょく、およびセキュリティに影響えいきょうする）によって分類ぶんるいすることができる。

データベースとそれぞれのDBMSの規模きぼ、機能きのう、性能せいのうは桁違けたちがいに大おおきくなっている。これらの性能せいのう向上こうじょうは、[[中央ちゅうおう処理しょり装置そうち|プロセッサ]]、[[コンピュータメモリ]]、[[コンピュータデータストレージ|コンピュータストレージ]]、および[[コンピュータネットワーク]]の技術ぎじゅつ進歩しんぽにより可能かのうとなった。データベースの概念がいねんは、[[1960年代ねんだい]]半なかばに広ひろく普及ふきゅうした磁気じきディスクなどの[[直接ちょくせつアクセス記憶きおく装置そうち|直接ちょくせつアクセス記憶きおく媒体ばいたい]]の出現しゅつげんによって可能かのうとなった。それ以前いぜんのシステムは、[[磁気じきテープ]]へのデータの順次じゅんじ保存ほぞんに依よっていた。その後ごのデータベース技術ぎじゅつの発展はってんは、[[データモデル]]または[[データ構造こうぞう]]に基もとづいて、[[ナビゲーショナルデータベース|ナビゲーショナル]]{{sfn|Bachman|1973}}、SQL/[[リレーショナル関係かんけいデータベース|リレーショナル]]、ポストリレーショナルの3つの時代じだいに分わけることができる。

1970年ねんに[[エドガー・F・コッド]]が提唱ていしょうした[[リレーショナルモデル]]は、この伝統でんとうから脱却だっきゃくするもので、アプリケーションがリンクをたどるのではなく、内容ないようからデータを検索けんさくすべきであると主張しゅちょうするものであった。リレーショナルモデルは、元帳もとちょう型がたの表ひょう<!-- ledger-style tables -->の集あつまりを組くみ合あわせたもので、それぞれの表ひょうは異ことなる種類しゅるいのエンティティ（実体じったい）を格納かくのうする。1980年代ねんだい半なかばになって、コンピューティング・ハードウェアは、リレーショナルシステム（DBMSとアプリケーション）を幅広はばひろく普及ふきゅうするのに十分じゅうぶんな性能せいのうを持もつようになった。けれども、[[1990年代ねんだい]]初頭しょとうには、すべての大だい規模きぼな[[データ処理しょり]]アプリケーションにおいてリレーショナルシステムが主流しゅりゅうとなり、2018年ねん現在げんざいも主流しゅりゅうであり続つづけている。[[IBM Db2]]、[[Oracle Database|Oracle]]、[[MySQL]]、[[Microsoft SQL Server]]、[[PostgreSQL]]は、最もっとも検索けんさくされている[[DBMS]]である<ref>{{cite web |url=https://pypl.github.io/DB.html |title=TOPDB Top Database index |work=pypl.github.io |access-date=2022-07-16}}</ref>。リレーショナルモデル用ようの主要しゅような[[データベース言語げんご]]である標準ひょうじゅんSQLは、他たのデータモデル用ようのデータベース言語げんごにも影響えいきょうを与あたえた{{Citation needed|date=March 2013}}。

[[1970年代ねんだい]]前半ぜんはん、IBMは、''[[System R]]''として、コッドの概念がいねんに大おおまかに基もとづいたプロトタイプシステムの開発かいはつを始はじめた。最初さいしょのバージョンは1974年ねん5月がつに完成かんせいし、その後ご、レコードを構成こうせいするすべての要素ようそ（一部いちぶはオプション）を単一たんいつの大おおきな「チャンク（''chunk''、塊かたまり）」に格納かくのうする必要ひつようがないように、データを分割ぶんかつできるマルチテーブルシステムに対応たいおうする作業さぎょうが開始かいしされた。その後ご、1978年ねんと1979年ねんにマルチユーザーバージョンが顧客こきゃくによってテストされ、その時点じてんでは標準ひょうじゅん化かされていた[[問とい合あわせ言語げんご|クエリ言語げんご]]SQLが追加ついかされていた{{Citation needed|reason=First version of SQL standard was SQL-86 adopted in 1986|date=May 2012}}。コッドのアイデアは、実行じっこう可能かのうでCODASYLよりも優すぐれたものとして確立かくりつされ、IBMが''SQL/DS''として知しられるSystem Rの真しんの製品せいひん版ばん、そして後のちに''Database 2''（[[IBM Db2]]）を開発かいはつすることを後押あとおしした。

1976年ねんに登場とうじょうした[[実体じったい関連かんれんモデル|実体じったい関係かんけいモデル]]は、それまでのリレーショナルモデルよりも馴染なじみのある記述きじゅつ法ほうを重視じゅうししたもう一ひとつのデータモデルであり、[[データベース設計せっけい]]で人気にんきを博はくした。その後ご、実体じったい-関係かんけい構造こうぞうは、リレーショナルモデルの[[データモデリング]]構造こうぞうとして追加ついかされ、両者りょうしゃの違ちがいは無意味むいみなものとなった{{Citation needed|date=March 2013}}。

1980年代ねんだいは、[[デスクトップコンピュータ|デスクトップコンピューティング]]の時代じだいの到来とうらいを告つげた。新あたらしいコンピュータは、[[Lotus 1-2-3]]のような表おもて計算けいさんソフトや[[dBASE]]のようなデータベースソフトで、ユーザーに力ちからをもたらした。dBASE製品せいひんは軽量けいりょうで、コンピューターユーザーは誰だれでも容易よういに理解りかいできた。dBASEの作者さくしゃ、{{Ill2|ウェイン・ラトリフ|en|Wayne Ratliff}}は次つぎのように述のべている。「dBASEは、BASIC、C、FORTRAN、COBOLのような[[プログラム (コンピュータ)|プログラム]]とは異ことなり、多おおくの汚きたない仕事しごとはすでに行おこなわれている。データ操作そうさはユーザーではなくdBASEが行おこなうので、ユーザーはファイルを開ひらき、読よみ込こみ、閉とじ、スペース割わり当あての管理かんりなどの汚きたない詳細しょうさいに煩わずらわされることなく、自分じぶんのしていることに集中しゅうちゅうすることができる」<ref>[http://www.foxprohistory.org/interview_wayne_ratliff.htm Interview with Wayne Ratliff]. The FoxPro History. Retrieved on 2013-07-12.</ref>。dBASEは、1980年代ねんだいから1990年代ねんだい初頭しょとうにかけて、最もっとも売うれたソフトウェアの一ひとつであった。

1990年代ねんだいは、[[オブジェクト指向しこうプログラミング]]の台頭たいとうとともに、さまざまなデータベース内ないのデータの扱あつかい方かたで発展はってんが見みられた。プログラマーと設計せっけい者しゃは、データベース内ないのデータを[[オブジェクト (プログラミング)|オブジェクト]]として扱あつかうようになった。つまり、ある個人こじんのデータがデータベース内ないにある場合ばあい、その人ひとの住所じゅうしょ、電話でんわ番号ばんごう、年齢ねんれいなどの特性とくせいは外来がいらいのデータではなく、その人ひとに属ぞくするものと考かんがえられるようになった<ref>Development of an object-oriented DBMS; Portland, Oregon, United States; Pages: 472–482; 1986; {{ISBN2|0-89791-204-7}}</ref>。これにより、データ間あいだの関係かんけいは、個々ここのフィールドではなく、オブジェクトとその[[プロパティ (プログラミング)|属性ぞくせい]]に関連付かんれんづけられる。プログラムされたオブジェクトとデータベースのテーブルとの間あいだの変換へんかんの不都合ふつごうは、「[[オブジェクト-リレーショナル・インピーダンスミスマッチ]]」という言葉ことばで表あらわされる。[[オブジェクトデータベース|オブジェクト・データベース]]や[[オブジェクトリレーショナルデータベース|オブジェクト・リレーショナルデータベース]]は、この問題もんだいを解決かいけつするために、プログラマーが純粋じゅんすいなリレーショナルSQLの代かわりに使用しようできるオブジェクト指向しこう言語げんご（SQLの拡張かくちょう機能きのうという場合ばあいもある）を提供ていきょうしようとするものである。プログラミング側がわの立場たちばでは、[[オブジェクトリレーショナル関係かんけいマッピング|オブジェクト・リレーショナル・マッピング]]（ORM）と呼よばれるライブラリで、同おなじ問題もんだいを解決かいけつしようとしている

[[XMLデータベース]]は、構造こうぞう化かされたドキュメント指向しこうデータベースの一種いっしゅで、[[Extensible Markup Language|XML文書ぶんしょ]]の属性ぞくせいに基もとづいたクエリが可能かのうである。XMLデータベースは、たとえば科学かがく論文ろんぶん、特許とっきょ、税務ぜいむ申告しんこく、人事じんじ記録きろくなど、非常ひじょうに柔軟じゅうなんなものから非常ひじょうに厳格げんかくなものまで、データをさまざまな構造こうぞうを持もつ文書ぶんしょの集合しゅうごうとして見みるのに便利べんりなアプリケーションで主おもに使用しようされる。

データベースを分類ぶんるいする方法ほうほうとして、たとえば、{{Ill2|文献ぶんけんデータベース|en|Bibliographic database|label=書誌しょし}}、文書ぶんしょ、テキスト、統計とうけい、マルチメディアなど、その内容ないようの種類しゅるいによるものがある。第だい二にの方法ほうほうは、会計かいけい、作曲さっきょく、映画えいが、銀行ぎんこう、製造せいぞう、保険ほけんなど、応用おうよう面めんによる分類ぶんるいがある。第だい三さんの方法ほうほうは、データベースの構造こうぞうや[[インタフェース (情報じょうほう技術ぎじゅつ)|インターフェース]]の種類しゅるいなど、技術ぎじゅつ的てきな側面そくめんによるものである。この節ふしでは、さまざまな種類しゅるいのデータベースを特徴付とくちょうづけるために使用しようされる用語ようごをいくつか列挙れっきょする。

* {{Ill2|用語ようご指向しこうデータベース|en|Terminology-oriented database}}は、[[オブジェクト指向しこうデータベース]]に基もとづいて構築こうちくされ、多おおくの場合ばあい、特定とくていの分野ぶんや向むけにカスタマイズされている。

DBMSの頭文字かしらもじは、基盤きばんとなる[[データベースモデル]]を示しめして拡張かくちょうされることがあり、[[リレーショナルモデル|リレーショナル型がた]]はRDBMS、{{Ill2|オブジェクトモデル|en|Object model|label=オブジェクト(指向しこう)型がた}}はOODBMS、[[オブジェクトリレーショナルデータベース|オブジェクトリレーショナル型がた]]はORDBMSと呼よばれる。また、[[分散ぶんさん型がたデータベース|分散ぶんさん型がたデータベース管理かんりシステム]]を表あらわすDDBMSなど、他たの特性とくせいを表あらわすように拡張かくちょうすることができる。

また、DBMS は、インポート、エクスポート、監視かんし、デフラグメント、分析ぶんせきユーティリティなど、データベースを効果こうか的てきに管理かんりするために必要ひつような一連いちれんのユーティリティを提供ていきょうすることも、一般いっぱんに期待きたいされている{{sfn|Connolly|Begg|2014|p=102}}。データベースと[[アプリケーション・プログラミング・インタフェース|アプリケーション・インタフェース]]の間あいだで相互そうご作用さようするDBMSの中心ちゅうしん部分ぶぶんは、[[データベースエンジン|データベース・エンジン]]と呼よばれることもある。

初期しょきのマルチユーザーDBMSでは、一般いっぱん的てきに、アプリケーションを同おなじコンピュータ上じょうで動作どうささせ、[[コンピュータ端末たんまつ]]または端末たんまつエミュレーションソフトウェアを通つうじてアクセスすることしかできなかった。[[クライアントサーバモデル|クライアント・サーバー・アーキテクチャ]]は、アプリケーションはクライアントのデスクトップ上じょうにあり、サーバー上じょうに存在そんざいするデータベースが処理しょりを分散ぶんさんできるように開発かいはつされた。これが進化しんかして、[[アプリケーションサーバ|アプリケーションサーバー]]や[[ウェブWebサーバー]]を組くみ込こんだ[[多層たそうアーキテクチャ]]となり、エンドユーザーインターフェイスは[[ウェブブラウザー]]を介かいしてアクセスし、データベースは隣接りんせつする層そうに直接ちょくせつ接続せつぞくされるのみとなった{{sfn|Connolly|Begg|2014|pp=106–113}}。

汎用はんようDBMSは、公開こうかいの[[アプリケーション・プログラミング・インタフェース]]（API）と、オプションで[[SQL]]などの[[データベース言語げんご]]用ようのプロセッサを提供ていきょうして、データベースと対話たいわし操作そうさするアプリケーションを作成さくせいできるようにする。特殊とくしゅ用途ようとのDBMSは、プライベートなAPIを使用しようし、特別とくべつにカスタマイズして単一たんいつのアプリケーションにリンクされることがある。たとえば、[[電子でんしメール]]システムは、メッセージの挿入そうにゅう、削除さくじょ、添付てんぷファイルの処理しょり、ブロックリストの検索けんさく、メッセージと電子でんしメールアドレスの関連かんれん付づけなど、汎用はんようDBMSの機能きのうの多おおくを実行じっこうするが、これらの機能きのうは電子でんしメールの処理しょりに必要ひつようなものに限定げんていされている。

=== アプリケーション・プログラム・インタフェース（API） ===

[[プログラマー]]は、[[アプリケーション・プログラミング・インタフェース]]（API）または[[データベース言語げんご]]を介かいして、データベース（{{Ill2|データソース|en|Datasource}}と呼よばれることもある）との相互そうご対話たいわを[[コーディング]]する。選択せんたくされた特定とくていのAPIや言語げんごは、DBMSによって直接的ちょくせつてきにサポートされるか、または[[プリプロセッサ]]またはブリッジングAPIを介かいして間接かんせつ的てきにサポートされる必要ひつようがある。APIの中なかにはデータベースに依存いぞんしないことを目的もくてきとするものもあり、[[ODBC]]はそのよく知しられた例れいである。その他たの一般いっぱん的てきなAPIには、[[JDBC]]や[[ADO.NET]]がある。

* プログラマーの便宜べんぎのために、クエリ言語げんごのアプリケーション・プログラミング・インターフェース版ばん。

データベースストレージは、データベースの物理ぶつり的てきな実体じったいの格納庫かくのうこである。これは、データベースアーキテクチャの「''内部ないぶ（物理ぶつり）レベル''」を構成こうせいする。また、必要ひつように応おうじて「内部ないぶレベル」から「概念がいねんレベル」や「外部がいぶレベル」を再さい構築こうちくするために必要ひつようなすべての情報じょうほう（たとえば[[メタデータ]]、「データに関かんするデータ」、内部ないぶ[[データ構造こうぞう]]など）も含ふくんでいる。デジタル・オブジェクトとしてのデータベースには、データ、構造こうぞう、セマンティクス（意味いみ）の3つの層そうからなる情報じょうほうが含ふくまれ、保存ほぞんする必要ひつようがある。長期間ちょうきかんに渡わたって[[データベース保存ほぞん|データベースを保存ほぞん]]し、長持ながもちさせるために、3つの層そうすべてを適切てきせつに保存ほぞんする必要ひつようがある<ref>{{Cite journal |author=Ramalho, José Carlos |author2=Faria, Luis |author3=Silva, Hélder |author4=Coutada, Miguel |title=Database Preservation Toolkit: a flexible tool to normalize and give access to databases |year=2014 |publisher=Biblioteca Nacional de Portugal (BNP) |ISBN=978-972-565-541-2 |hdl=1822/35183 |url=https://repositorium.sdum.uminho.pt/handle/1822/35183}}</ref>。データを永続えいぞく的てきストレージに保存ほぞんするのは、一般いっぱんに、[[データベースエンジン]]（別名べつめい「ストレージエンジン」）の責任せきにんである。DBMSは通常つうじょう、基盤きばんとなるオペレーティングシステムを通つうじてアクセスするが（多おおくの場合ばあい、オペレーティングシステムのファイルシステムを、ストレージ配置はいちの仲介ちゅうかい役やくとして使用しようする）、ストレージの特性とくせいと構成こうせい設定せっていはDBMSの効率こうりつ的てきな運用うんように極きわめて重要じゅうようであるため、データベース管理かんり者しゃによって密接みっせつに管理かんりされる。DBMSは、その運用うんよう中ちゅうに、常つねに数種類すうしゅるいのストレージ（メモリや外部がいぶストレージ）にデータベースを常駐じょうちゅうさせている。データベースのデータと、追加ついかの必要ひつような情報じょうほう（おそらく非常ひじょうに大量たいりょうにある）は、[[ビット|ビット列びっとれつ]]に[[符号ふごう化か]]される。データは通常つうじょう、概念がいねんレベルや外部がいぶレベルでの見みえ方かたとは全まったく異ことなる構造こうぞうでストレージ内ないに存在そんざいするが、ユーザーやプログラムが必要ひつようとするとき、または必要ひつような情報じょうほうの追加ついか形式けいしきをデータから計算けいさんするとき（例れい: データベースに問とい合あわせる時とき）、これらのレベルの再さい構築こうちくを（可能かのうな限かぎり）最適さいてき化かするような方法ほうほうで格納かくのうされる。

データベースアクセス制御せいぎょは、データベース内ないのどの情報じょうほうに誰だれが（人間にんげんまたは特定とくていのコンピュータプログラム）アクセスを許可きょかされるかを制御せいぎょすることを扱あつかう。その情報じょうほうには、特定とくていのデータベースオブジェクト（例れい: レコード種類しゅるい、特定とくていレコード、データ構造こうぞう）、特定とくていのオブジェクトに対たいする特定とくていの計算けいさん（例れい: クエリ種類しゅるい、特定とくていのクエリ）、または前者ぜんしゃに対たいする特定とくていのアクセス経路けいろの使用しよう（例れい: 情報じょうほうにアクセスするために特定とくていのインデックスまたは他たのデータ構造こうぞうの使用しよう）が含ふくまれる。データベースのアクセス制御せいぎょは、データベース所有しょゆう者しゃから特別とくべつに許可きょかされた人員じんいんによって、保護ほごされた専用せんようのセキュリティDBMSインターフェースを用もちいて設定せっていされる。

データベースの準備じゅんびが整ととのうと（データ構造こうぞうおよびその他たの必要ひつようなコンポーネントがすべて定義ていぎされる）、通常つうじょうは、運用うんようを開始かいしする前まえにアプリケーションの初期しょきデータを入力にゅうりょくする（データベースの初期しょき化かは、通常つうじょうは別べつプロジェクトとされ、多おおくの場合ばあい、一括いっかつ挿入そうにゅうをサポートする専用せんようのDBMSインターフェースを用もちいる）。場合ばあいによっては、アプリケーションのデータを持もたない状態じょうたいでデータベースが稼働かどうし、その運用うんようを経へてデータが蓄積ちくせきされることもある。

データベース設計せっけい者しゃの最初さいしょの作業さぎょうは[[概念がいねんスキーマ (データベース)|概念がいねんデータモデル]]{{Enlink|Conceptual schema|英語えいご版ばん|en}}の作成さくせいで、データベースに保持ほじする情報じょうほうの構造こうぞうを反映はんえいする。そのための一般いっぱん的てきな方法ほうほうは、描画びょうがツールを用もちいて[[実体じったい関連かんれんモデル]]を作成さくせいすることが多おおい。[[統一とういつモデリング言語げんご]]（UML）の使用しようは、もう一ひとつのよく知しられた方法ほうほうである。出来できのよいデータモデルは、モデル化かされる外界がいかいの可能かのうな状態じょうたいを正確せいかくに反映はんえいする。たとえば、人々ひとびとが複数ふくすうの電話でんわ番号ばんごうを持もつことができる場合ばあい、その情報じょうほうを取得しゅとくすることが可能かのうとなる。優すぐれた概念がいねんデータモデルを設計せっけいするには、アプリケーションの領域りょういきを十分じゅうぶんに理解りかいする必要ひつようがある。それには、一般いっぱん的てきに、組織そしきが関心かんしんを持もっていることについて深ふかい問といを立たてる必要ひつようがある。たとえば「顧客こきゃくは発注はっちゅう先さきにもなり得えるのか?」、あるいは「ある製品せいひんが2種類しゅるいの包装ほうそう形態けいたいで販売はんばいされている場合ばあい、それらは同おなじ製品せいひんか、それとも異ことなる製品せいひんなのか?」、あるいは「飛行機ひこうきがニューヨークからフランクフルト経由けいゆでドバイまで飛とぶ場合ばあい、それは1便びんか2便びんか（または3便びんか）?」のような質問しつもんをする。これらの質問しつもんに対たいする回答かいとうによって、エンティティ（顧客こきゃく、製品せいひん、フライト、フライト区間くかん）に使用しようされる用語ようごの定義ていぎ、およびそれらの関係かんけいや属性ぞくせいを確立かくりつする。

データベース設計せっけいの最終さいしゅう段階だんかいでは、特定とくていのDBMSに依存いぞんする性能せいのう、スケーラビリティ、回復かいふく、セキュリティなどに影響えいきょうする決定けっていをする。これはしばしば「物理ぶつりデータベース設計せっけい」と呼よばれ、[[物理ぶつりスキーマ (データベース)|物理ぶつりデータモデル]]を作成さくせいする。この段階だんかいでの重要じゅうような目標もくひょうは{{Ill2|データの独立どくりつ性せい|en|Data independence}}である。これは、性能せいのうを最適さいてき化かするために行おこなわれた決定けっていを、エンドユーザーやアプリケーションから見みえないようにすることを意味いみする。データの独立どくりつ性せいには2つのタイプがあり、物理ぶつり的てきなデータ独立どくりつ性せいと論理ろんり的てきなデータ独立どくりつ性せいである。物理ぶつり設計せっけいは主おもに性能せいのう要件ようけんによって推進すいしんされ、予想よそうされる作業さぎょう負荷ふかとアクセスパターンに関かんする十分じゅうぶんな知識ちしきと、選択せんたくしたDBMSが持もつ機能きのうについての深ふかい理解りかいを必要ひつようとする。

[[データベースモデル]]とは、データベースの論理ろんり構造こうぞうを決定けっていするデータモデルの一種いっしゅで、[[データ (コンピュータ)|データ]]をどのように格納かくのう、整理せいり、操作そうさするかの根本こんぽんを規定きていするものである。データベースモデルの最もっとも一般いっぱん的てきな例れいは、テーブルベースの形式けいしきを使用しようするリレーショナルモデル（またはリレーションを近似きんじしたSQL）<!-- the SQL approximation of relational -->である。

三さん層そうデータベース・アーキテクチャは、リレーショナルモデルの主要しゅような初期しょき推進すいしん力りょくの1つであった{{Ill2|データの独立どくりつ性せい|en|Data independence}}の概念がいねんに関連かんれんしている。この考かんがえ方かたは、あるレベルで行おこなわれた変更へんこうは、より高たかいレベルのビューに影響えいきょうを与あたえないというものである。たとえば、内部ないぶレベルの変更へんこうは、概念がいねんレベルのインターフェースを使用しようして記述きじゅつされたアプリケーションプログラムには影響えいきょうしないので、性能せいのうを向上こうじょうさせるために物理ぶつり的てき変更へんこうを加くわえてもその影響えいきょうを軽減けいげんすることができる。

概念がいねんビューは、内部ないぶビューと外部がいぶビューの間あいだに間接かんせつ的てきなレベルを提供ていきょうする。一方いっぽうでは、異ことなる外部がいぶビュー構造こうぞうに依存いぞんしないデータベースの共通きょうつうビューを提供ていきょうし、また他方たほうでは、データがどのように格納かくのうされ管理かんりされるかという詳細しょうさい（内部ないぶレベル）を抽象ちゅうしょう化かする。原則げんそくとして、すべてのレベルの、さらにはすべての外部がいぶビューは、異ことなる[[データモデル]]で表現ひょうげんすることができる。実際じっさいには通常つうじょう、特定とくていのDBMSは外部がいぶレベルと概念がいねんレベルの両方りょうほうで同おなじデータモデルを使用しようする（例れい: リレーショナルモデル）。内部ないぶレベルは特定とくていのDBMSの内側うちがわに隠かくされており、（その実装じっそうにも依存いぞんするが）異ことなるレベルの詳細しょうさいが要求ようきゅうされ、独自どくじの種類しゅるいのデータ構造こうぞう型がたが用もちいられる。

外部がいぶ、概念がいねん、および内部ないぶレベルを分離ぶんりすることは、[[21世紀せいき]]のデータベースを支配しはいするリレーショナルデータベースモデルの実装じっそうにおける大おおきな特徴とくちょうであった{{sfn|Date|2003|pages=31–32}}。