PostgreSQL（ポストグレスキューエル）は、オープンソースのリレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）で、OracleやMySQLなどと並んで人気があります。
データベースとその技術は、現代の情報技術の分野で非常に大きな役割を果たすとともに、ビッグデータやIoTなどこれまでとは比較にならない膨大な情報を扱うケースが増える中で、ますます欠かせないものとなっています。
今回は、こうしたデータベースを代表するソフトウェアの一つであるPostgreSQLについて、特徴や他のデータベースとの違い、使い方やセキュリティ対策におけるまで、初心者向けにわかりやすく解説します。
PostgreSQLの利用を検討されている方は是非、本記事を参考にしてください。
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目次
PostgreSQLとは
そもそもデータベースとはどういうものなのでしょうか。
そして、PostgreSQLはどんなデータベースで、どのような特徴があるのでしょうか。
データベースとは
データベースとは、ウィキペディアでは「電子的に保存され、アクセスできる組織化されたデータの集合」とされています。
また、「コンピュータ上でデータを効率的かつ整理された方法で保存・管理するシステム」と表現される場合もあります。
つまり、多くのデータをバラバラにしておくのではなく、形式やルールに基づいてデータを構造化して保存し、必要なときに効率的に取り出すための仕組みです。
そのデータベースを管理するためのソフトウェアをデータベース管理システム (DBMS)と呼びます。
DBMSは、データの追加、更新、削除、検索などの操作を制御し、データの整合性、セキュリティ、効率性を確保します。
PostgreSQLの特徴
PostgreSQLは、データベース管理システム (DBMS)のひとつで、その中でも表形式でデータを格納するタイプのリレーショナル型データベースです。
以下に重要な5つの特徴をご紹介します。
- オープンソースであること
オープンソースのため、無償で利用できる
- ACID準拠とデータ整合性
ACIDトランザクションをサポートし、データの信頼性や一貫性を提供できる
- 高度なデータ型のサポート
GISやJSONなど高度なデータ型のサポート。拡張機能などを追加できる
- 高いレベルのセキュリティ機能
ロールベースのアクセス制御やSSL/TLSによる暗号化、監査ログなど多様なセキュリティ機能を備える
- クエリプランナーによる高度なクエリ最適化
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PostgreSQLと他のデータベース
データベースには、PostgreSQL以外にもたくさんの製品があります。
いったいどのようなデータベースがあるのでしょうか。
そして、それらのデータベースと比較してPostgreSQLの強みは何でしょうか。
PostgreSQL以外のデータベース
データベースご利用にあたっては、PostgreSQLの他にも有償のもの・無償で使えるもの含めていくつかの選択肢があります。
PostgreSQLと同じリレーショナル型データベースでは、以下のようなものがあります。
各データベースの詳細については、それぞれのコラムで詳しく解説しています。
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PostgreSQLの強みとは
OracleやMySQLなどのデータベースと比べてPostgreSQLの強みは何でしょうか。
PostgreSQLの強みと言えるのは、以下のような点です。
- オープンソースのため、コストが安くできる
- 新しいデータ型、拡張プラグインなど拡張性が高い
- 高度なクエリ最適化などによるパフォーマンスの高さ
- 多くの言語をサポート
- さまざまなOSに対応している
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PostgreSQLのインストール方法
WindowsやLinuxなどさまざまなプラットフォームに対応したPostgreSQLは、簡単にインストールして使い始めることができます。
この章では、実際にインストールしてデータベースを設定して使い始める流れを見ていきましょう。
なお、今回の解説はLinuxおよびWindowsでの利用を前提とします。
Linux版
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＜Linuxでのインストール＞
① PostgreｖSQLサーバーのインストール
以下のコマンドを実行します。
yum install postgresql.x86_64 postgres-server.x86_64
② 初期DBの作成
以下のコマンドを実行します。
postgresql-setup –initdb
③ サービスの再起動
以下のコマンドを実行します。
systemctl restart postgresqal.service
＜インストール後の動作確認＞
インストール後は、以下のように動作確認をします。
① postgresユーザーにスイッチ
以下のコマンドを実行します。
su – postgres
② データベースの一覧取得
以下のコマンドを実行します。
psql -l
一覧が取得できればOKです。
Windows版
＜Windowsでのインストール＞
① PostgreSQLサーバーのダウンロード
② PostgreSQLサーバーのインストール
ダウンロードしたファイルをダブルクリックし、指示にしたがってインストールを進めます。
→基本的にはデフォルトのままで結構ですが、postgresユーザーのパスワードなどは、ここで設定します。
③ インストール後のアクセス確認
「スタート」メニューから「SQL Shell(psql)」を起動し、以下の情報を入力して接続します。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| Server | 空白で良い |
| Database | 空白で良い |
| Port | 空白で良い |
| Username | デフォルトのまま |
| Client Encoding | 空白で良い |
| ユーザーpostgresのパスワード | ＜設定したパスワードを入力する＞ |
以下のように接続されれば完了です。
以上の手続きで、インストールができます。
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PostgreSQLの利用において重要なデータベース設計
データベースのパフォーマンスを最大限に発揮し、効果的に使うためにはいかに良い設計を行うかが重要なポイントです。
データベース設計とはどのようなもので、より良い設計とはどうあるべきなのでしょうか。
データベース設計の重要性
データベースの設計とはどういうものでしょうか。
そして、なぜこれが重要なのでしょうか。
まずデータベースの設計とは、「データベースを効率的に管理し、必要な情報を正確に格納し、取得できるようにすること」で、以下のような要素が関係します。
- データベース内の情報と構造の関係を定義（データモデリング）
- テーブルやカラム、制約などの要素定義（スキーマ設計）
- 冗長性の排除と整合性の維持（正規化）
- 適切なカラムにインデックスを設置し、高速検索の実現（インデックス設計）
- データ整合性の維持のため制約の設定（データの整合性と制約）
- アクセス権の設定や管理によるデータの機密性、完全製の確保（セキュリティとアクセス制御）
- 適切なインデックス、クエリの最適化など（パフォーマンス・チューニング）
こうした要素は全体のパフォーマンスや信頼性に直結する非常に重要な要素です。
データベース設計とは、これらを適切に行うことです。
データベース設計をよりよいものとするには
パフォーマンスを上げるにはデータベースの設計が重要と説明しました。
では、どのような設計をすべきなのでしょうか。
ここでは、より良い設計のデータベースはどのようなものなのか考えてみましょう。
- データベース導入の目的を明確にする
- 設計書に記載されていない項目についても細かく想定する
- 将来の拡張性を視野に入れておく
このような点に配慮して設計を行うことで高いパフォーマンスを発揮するデータベースを実現することが出来ます。
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PostgreSQLのセキュリティ対策
データベースにはさまざまな情報が格納されます。
個人情報や技術情報など高いセキュリティが要求されるものもあります。
こうした情報を守るためには、PostgreSQLにどのようなセキュリティ対策を行う必要があるのでしょうか。
以下では、必要なポイントをいくつか挙げて解説します。
PostgreSQLのセキュリティ対策のポイントは、以下のとおりです。
＜適切なアクセス制御と認証＞
- 強いパスワードを使う（パスワードポリシーの策定）
- 適切なアクセス制御の実施
＜通信の暗号化＞
- TLS/SSLによる暗号化の実施
＜セキュリティ設定の実施＞
- 監査ログの有効化
- 不要な機能の無効化
- その他セキュリティ設定の実施
＜バックアップ＞
- スケジュールバックアップの実施
＜更新やアップデート＞
- 定期的な更新プログラムの適用による脆弱性などの解消
他にも、セキュリティポリシーの策定やそれに基づく利用者教育など、さまざまな対策を行なうことでデータベースを安全に運用することが可能となります。
PostgreSQLの新たな可能性
最後に、AIやビッグデータなど新しい分野でのPostgreSQLの活用について見ていきましょう。
PostgreSQLは、AIや機械学習、ビッグデータなど最規模なデータの処理の活用で高いポテンシャルを持っています。
例えば、以下のような目的での活用もその一つです。
- AIや機械学習のモデルトレーニングに活用するトレーニングデータの管理
- 機械学習データの前処理への活用
- 大規模データの高度な分析
- 膨大な位置情報などのデータ管理
など
こうした内容も含めて、例えば大学や各研究機関での学術プロジェクトでの活用など、生命科学、気象学や社会科学など多くの分野でも新しい技術と共に活用されています。
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まとめ
PostgreSQLは、個人からビジネスのエンタープライズ利用まで幅広く使われているデータベースで、無償で利用できるオープンソースという特徴があります。
今回解説したように、PostgreSQLは、OracleやMySQLなど他のデータベース製品と比較しても高いパフォーマンスやセキュリティ機能、高信頼性などを強みとしています。
また、AIやビッグデータの利活用、IoTなどの分野でも幅広く活用できるポテンシャルを持っています。
本記事を参考に、PostgreSQLを利用してみてください。
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