概念設計・論理設計・物理設計とは？

概念設計・論理設計・物理設計の意味

データベース設計を3段階に分ける進め方。概念設計は業務をE-R図などで表す製品非依存の段階、論理設計は関係モデルの表・キー・制約へ落とす段階、物理設計は索引・表領域・パーティションなど性能と格納方式を決める段階を指す。

概念設計・論理設計・物理設計の具体例

受注システムなら、概念設計で顧客・受注・商品の実体と関連を洗い出し、論理設計で受注表の主キーを受注番号、外部キーを顧客番号と決め、物理設計で「受注日での範囲検索が多い」という要件から受注日に索引を張り月単位でパーティション分割する。

概念設計・論理設計・物理設計は試験でどう引っ掛けられる？

正規化は論理設計の作業、非正規化や索引追加は物理設計の作業という切り分けが問われる。概念設計の段階で性能を理由に表をまとめてしまうと、業務構造が歪んで後の変更に弱くなる。

概念設計・論理設計・物理設計と関連する用語

• E-R図（実体関連モデル）
• 3層スキーマアーキテクチャとデータ独立性
• 非正規化（デノーマライゼーション）

概念設計・論理設計・物理設計が出た過去問

• 基幹業務システムの構築及び運用において、データ管理者（DA）とデータベース管理者（DBA）を別々に任命した場合のDAの役割として、適切なものはどれか。

  正解：システム開発の設計工程では、主に論理データベース設計を行い、データ項目を管理して標準化する。

  要点：DAは論理設計と標準化、DBAは物理運用を担当する

  データ管理者（DA）は、全社的な視点でデータそのものを管理する役割で、論理データベース設計やデータ項目名・意味・形式の標準化を担う。これに対しデータベース管理者（DBA）は、実際のDBMSの運用、性能改善、容量管理、障害時の復旧といった物理的・運用面を受け持つ。論理と物理で役割が分かれている点が要点である。

  出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問57（IPA）

• データベースの概念設計に用いられ、対象世界を、実体と実体間の関連という二つの概念で表現するデータモデルはどれか。

  正解：E-Rモデル

  要点：E-Rモデルは実体と関連で対象世界を描く概念設計のモデル

  E-Rモデル（実体関連モデル）は、対象世界を実体（エンティティ）と実体間の関連（リレーションシップ）という2つの概念で表現するモデルで、特定のDBMSに依存しない概念設計の段階で用いられます。階層・ネットワーク・関係モデルは、実装方式に対応する論理データモデルです。

  出典：令和1年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問26（IPA）

• ANSI/SPARC 3層スキーマモデルにおける内部スキーマの設計に含まれるものはどれか。

  正解：SQL問合せ応答時間の向上を目的としたインデックスの定義

  要点：内部スキーマは格納方法やインデックスなど物理設計を扱う

  3層スキーマのうち内部スキーマは、データを記憶装置上にどう格納しどう効率よく取り出すかという物理的な側面を扱う。インデックスの定義やファイルの編成、格納位置の設計などがここに含まれる。E-Rモデルの作成や正規化、制約の設定はデータの論理構造を決める概念スキーマの範囲である。

  出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問27（IPA）