IoTスペシャリストを目指そう（4）
第4問 IoTで注目される「NoSQL」データベースとは？（1/2 ページ）
IoTプロジェクトを計画・推進するには、技術から法律まで幅広い知識が求められます。本連載ではIoT検定制度委員会監修の下、IoT関連の知識・スキルアップに役立つ問題を出題し、その解答を詳しく解説していきます。今回のテーマは、IoTで注目される「NoSQL」データベースについてです。
NoSQLデータベースとは？
「NoSQLデータベース」とは、“Not Only SQL データベース”の略だといわれています。
「SQL」とは、Oracle DatabaseやPostgreSQL、MySQL（MariaDB）などの“リレーショナルデータベース”において、データの検索や追加などの操作を行うための言語です。
このSQLを使ってデータを操作するリレーショナルデータベースに対し、“それ以外のデータベース”を意味する言葉として、“NoSQLデータベース”という言葉が生まれました。ちなみに、NoSQLデータベースの種類としては、カラム型データベース、ドキュメントデータベース、グラフデータベースなどがあり、NoSQLデータベースはこれらの総称です。
さて、「あらゆるシステムで利用されている」といっても過言ではないリレーショナルデータベースと、IoT（Internet of Things：モノのインターネット）領域で脚光を浴びているNoSQLデータベースの違いについてですが、実は「SQLが利用可能かどうか」は大して重要ではありません。
NoSQLデータベースにおける特筆すべき特徴は、「スキーマレスのデータを格納できる」という点にあります。
NoSQLデータベースのメリット
スキーマレスとは、“格納されるデータにどのような項目が含まれるのか決まっていない”という意味です。
リレーショナルデータベースの場合、例えば「環境データ」というテーブルには、「計測時間」「緯度」「経度」「気温」「湿度」といったデータが含まれる、とあらかじめスキーマ（データ構造）に定義されています。そのため、新たに「降水量」というデータが取得可能になった場合は、データ構造を再定義しなければなりません。また、データ構造の再定義により、全データに「降水量」という項目が新たに追加されるわけですが、値を取得できないケースの対処として「NULL（何もないという意味）」などの特殊な値を入れる必要があります。
これに対し、NoSQLデータベースの場合は、テーブルに相当するデータの塊（NoSQLデータベースの1つである「MongoDB」では“コレクション”という）の中に、異なる構造のデータを持たせることができるため、その点では非常に自由です。言い換えれば、取得可能なデータを、データ構造の定義を気にすることなく、どんどん入れていけるのです。
NoSQLデータベースがIoTで注目される理由
IoTプロジェクトの目的はさまざまですが、典型的なプロジェクト例としては、IoTデバイスからあらゆる環境情報をモニタリングして、業務の効率化を目指すというものがあります。
このとき、どのようなデータが「効率」に関係しているのか、明確になっていればそのデータだけを取得すればいいのですが、多くの場合は明確ではありません。
それ故、取得可能なデータを多く集め、巨大なデータ群を分析することによって、複雑な因果関係を明らかにする――「ビッグデータ」による分析を実施するわけですが、環境情報のモニタリングで得られるデータ項目が変化する可能性もあるので、データ構造の定義を気にする必要のないNoSQLデータベースがIoTにおいて活躍するといわれています。
リレーショナルデータベースとのすみ分け
ではIoTプロジェクトの場合、リレーショナルデータベースの採用を辞めて、全てNoSQLデータベースにすればいいのでしょうか？ 実はそういうわけでもありません。
NoSQLは、理論上リレーショナルデータベースよりも性能面で不利といわれています。単純に、全てのデータ項目がそろっているリレーショナルデータベースと、データ項目が不ぞろいなNoSQLデータベースの処理速度を考えてみると、リレーショナルデータベースの方が速そうだということは容易に想像できると思います。
特にNoSQLだと、複雑な条件の付く「検索」やデータの「更新」「結合」などで処理に時間がかかるといわれています。従って、更新が頻繁に発生するデータや安定したレスポンス速度が求められるシステムなどにおいては、今後もリレーショナルデータベースが利用されるでしょう。
今回の問題
それでは、IoT関連の知識・スキルアップに役立つ問題を出題します！ 今回は、NoSQLデータベースに関連する問題となります（※）。
問題（4）：
リレーショナルデータベースと比較した場合における、NoSQLデータベースの特徴として正しいものを選びなさい。
- 全てのNoSQLデータベースは、SQLという言語を使ってデータの操作が行える。
- 一般的に更新や結合などの処理が頻繁に発生するシステムにおいては、性能面でNoSQLデータベースの方がリレーショナルデータベースよりもレスポンスが速い。
- リレーショナルデータベースに比べて“データ構造に対する自由度が高い”というメリットがある上に、デメリットは“特にない”ので既存のリレーショナルデータベースは全てNoSQLデータベースに置き換えるべきである。
- 取得するデータに新しい項目を追加する場合においても、データ構造の再定義を行う必要はない。
※本連載の設問が実際のIoT検定にそのまま出題されるわけではありません。
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IoTプロジェクトを計画・推進するには、産業システム、法律、デバイス開発、無線ネットワーク、データ分析、セキュリティなど幅広い知識が必要となります。本連載ではIoT検定制度委員会監修の下、IoT関連の知識・スキルアップに役立つ問題を出題し、その解答を詳しく解説していきます。
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