【イラスト付き】カーディナリティの意味や重要性は？初心者向けに分かりやすく解説

仕事でデータベースの勉強をしてたら、「カーディナリティ」って言葉が出てきたんだけど、何が何だか分からないのよね。

詳しく知りたいけど、難しそう･･･。きちんと理解できるかしら？

ブルーちゃん、お願いね！

カーディナリティとは、データの集まりやデータベースの特定の列に含まれる、「異なる値の数」を示す言葉だよ。

例えば、「カーディナリティが低い」「カーディナリティが高い」というふうに使うんだ。

それなら、「顧客情報」の具体例を用いて説明するね。

「電話番号」の項目は、基本的にすべての顧客が異なる情報を入れるため、カーディナリティが高いよ。

一方、「血液型」の項目はA型、B型、O型、AB型の4種類しかないから、重複が生まれてカーディナリティは低くなるんだ。

続いては、カーディナリティの重要性について解説するよ。

カーディナリティは、データベースの検索性能やインデックスの設定に大きく関わる要素なんだ。

特に、検索をスムーズにするためには、カーディナリティを活用した適切なインデックスの設定が欠かせないよ。

たとえば、カーディナリティが低い項目である「性別」や「都道府県」にインデックスをつけても、選択肢が限られているため、検索効率はあまり上がらないよね。

逆に、「顧客ID」や「メールアドレス」のような固有の値にインデックスを設定すると、検索が高速化されるよ。

データの特性を理解し、適切なカーディナリティの項目にインデックスを適用すれば、データベースのパフォーマンスを大きく向上させられるんだ。

カーディナリティは、低い・高いの違いだけでなく、使われる文脈によって種類が異なるよ。

種類は、カーディナリティの種類は、属性を示すカーディナリティと、関係を示すカーディナリティの2つがメインだね。

以下で、具体例を用いながら解説するね！

属性を示すカーディナリティとは、データベースのあるテーブル内で、特定の列に含まれる異なる値の数を指すよ。

たとえば、顧客情報を管理するデータベースにおける「会員ID」の列が該当するね。

正解！

一方、「都道府県」や「性別」、「血液型」などの列は、複数人が同じ値を持っている可能性があり、カーディナリティが低くなるよ。

関係を示すカーディナリティとは、データベースにおけるテーブル同士のつながりを指すよ。

この関係には「一対一」「一対多」「多対多」のような種類があるんだ。

属性を示すカーディナリティより、少し分かりにくいね。

下記のような例をもとに考えると分かりやすいよ。

テーブル同士の結びつきを適切に定義することにより、データの整合性が保たれ、効率的な管理が可能になるよ。

カーディナリティは、データベースの設計段階でとても重要なんだ。

カーディナリティを実際のデータベース設計に役立てるためには、ポイントを押さえる必要があるよ。

以下でそれぞれ詳しく見ていこう。

まず、データベースの検索やソートをスムーズにするためには、カーディナリティの高いフィールドにインデックスを設定するのが有効なんだ。

また、テーブル設計では正規化と非正規化のバランスを取ることが重要だよ。

「正規化」とは、データの重複をなくして整合性を保つことだよ。

反対に「非正規化」とは、性能を上げるためにあえて「正規化」を崩して、データの重複や矛盾が生じさせることなんだ。

低カーディナリティのフィールドが多い場合、テーブル結合の負荷が増すため、場合によっては非正規化を選択し、パフォーマンスを最適化するよ。

大量のデータを扱うテーブルでは、カーディナリティの高いフィールドをもとにパーティション分割を行うと効果的だよ。

データを論理的に分割することにより、特定の範囲に対する検索を効率化できるんだ。

時系列データや、地域ごとに分類されるデータなどが該当するね。

特定の条件での検索が頻繁に行われるから、適切に分割することによって、データベースの負荷を軽減し、よりスムーズな運用を可能にするんだ。

クエリの実行速度を向上させるためには、まずカーディナリティの高いフィールドを条件に指定し、検索対象のデータを絞り込むことが重要なんだ。

データベースが処理するレコードの数を減らせるため、全体の検索時間を短縮できるよ。

特に大規模なデータセットを扱う場合、より効率的にデータを取得できるんだ。

カーディナリティは時間とともに変化するため、定期的に分析し、それに応じてインデックスの追加・削除やテーブル構造の見直しが必要だよ。

設計を柔軟に調整すれば、パフォーマンスの維持・向上が可能になるんだ。

適切なデータ構造を維持することにより、システム全体の効率が高められ、スムーズな運用が実現するよ。

ここまで、カーディナリティについて解説してきたけど、よく分かったかな？

最後にまとめとして、以下4点を頭にメモしていってね。