データベーススペシャリスト 平成31年度 春期 午前Ⅱ

結論: CAP 定理です。

なぜ: CAP は Consistency（一貫性）・Availability（可用性）・Partition tolerance（分断耐性）の頭文字です。ネットワークが分断されたとき、全員に同じ最新の値を見せる（C）か、どのノードも応答し続ける（A）かのどちらかを諦めなければならない、という主張です。

• ア BASE 特性 … Basically Available・Soft state・Eventually consistent。CAP のうち可用性を優先し、一貫性は「いずれ揃えばよい」とする設計の方針で、三つのうち二つという理論ではありません
• ウ アムダールの法則 … 処理の一部だけを並列化したとき、全体がどこまで速くなるかの上限を示す法則です
• エ ベイズの定理 … 条件付き確率の関係を表す定理です（迷惑メールのベイジアンフィルタなどに使われます）

結論: 20 分に 1 回＝1 時間に 3 回です。

なぜ: 1 秒あたりの量を出してから、どちらの条件が先に来るかを比べます。

• 1 秒に 20 件 × 10 k バイト ＝ 200 k バイト／秒。バッファにもログにも同じ量が積もります
• ログファイル（240 M バイト ＝ 240,000 k バイト）は 240,000 ÷ 200 ＝ 1,200 秒（20 分）で使い切り、切り替わります → 条件 B でチェックポイント
• バッファ（480 M バイト）が満杯になるには 2,400 秒（40 分）かかります。ところが 20 分の時点でチェックポイントが起き、バッファはそこで初期化される（仕様 2）ので、バッファが満杯になる前に毎回リセットされます

したがって条件 A は一度も成立せず、条件 B だけが 20 分ごとに起きて、1 時間に 3 回です。

• ア 1.5 … バッファが満杯になる 40 分ごとだけを数えた値です。ログの切り替えと、チェックポイントでのバッファの初期化を見落としています

結論: モデル C は親子を別の表（組織構造）に自由に書けるので、循環しないことはモデルの外で制約として課す必要があります。

なぜ: モデル C の組織構造は「親組織コード・子組織コード」の組を何行でも持てます。A の親が B、B の親が A、という組も書けてしまいます。モデル B には {階層} という制約が付いていますが、モデル C には付いていないので、別に制約を設けなければ循環を防げません。

• ア … モデル A は部・課・係を別々のクラスにしているので、組織レベルを 1 つ増やすにはクラスを足す必要があります
• イ … モデル C の組織構造は、同じ子組織に親を何行でも書けるので、複数の親から管轄される状況を記述できます
• ウ … モデル B では子 1 つに対して親は 0..1 個です。実装では、子の側が親の組織コードを外部キーとして持ちます（親の側が子を持つと、子の数だけ列が要ってしまいます）

結論: ノード 2 つのリンクにエッジが付き、プロパティはそのエッジ 1 つにだけ所属するイです。

なぜ: このモデルの読み方は 3 点です。

1. エッジは「ノードとノードの関連」に付く関連クラスです。エッジのオブジェクトは、ノードどうしのリンクに付く形でしか現れません2. プロパティが所属する相手は、ノードなら 0..1 個、エッジでも 0..1 個です。1 つのプロパティが 2 つのノードに所属することはできません3. 制約「同時には成立しない」により、1 つのプロパティがノードとエッジの両方に所属することもできません

イは、東京と新宿のノードを結ぶリンクに中央線のエッジが付き、所要時間 14 分のプロパティがそのエッジだけに所属しています。3 点すべてを満たします。

• ア … エッジどうしを結んだリンクにノードが付いています。モデルにあるのはノードどうしの関連で、エッジどうしの関連はありません
• ウ … 1 つのプロパティが 2 つのノード（東京と新宿）に所属しています。ノード側の多重度 0..1 に反します
• エ … ノードとエッジを結ぶリンクや、エッジの付かないノードどうしのリンクがあり、プロパティがそのリンクに付いています。モデルにノードとエッジの間の関連はありません

結論: 外部キーを持つ側が「多」です。医師と診察が外部キーを持つので、イになります。

なぜ: 外部キーは「相手の主キーの値を 1 つ書き込む列」です。外部キーを持つ表の行は相手を 1 つだけ指し、相手の 1 行は何行からでも指されます。だから外部キーを持つ側が *（多）、指される側が 1 です。

• 医師 ― 診療科 … 医師が診療科コードを外部キーに持つ → 医師 * ― 1 診療科
• 診療科 ― 診察 … 診察が診療科コードを外部キーに持つ → 診療科 1 ― * 診察
• 診察 ― 患者 … 診察が患者番号を外部キーに持つ → 診察 * ― 1 患者

この 3 つが揃うのはイだけです。ア・ウは診療科と診察の向きが逆（診療科が診察を指すことになる）、ウ・エは医師と診療科の向きが逆です。エは「1 人の医師が複数の診療科を持つ」形で、医師の表に診療科コードが 1 列しかないことと合いません。

結論: 学生・授業科目・学期の 3 つ組で 1 回の履修を表す三項関連のエです。

なぜ: 「学期が異なれば同じ科目を何度でも」は、（学生, 授業科目, 学期）の組ごとに 1 件の履修があるという意味です。エの三項関連はまさにその組を 1 つのリンクにするので、同じ学生・同じ科目でも、学期が違えば別のリンクとして何件でも持てます。

• イ … 関連クラスは、学生と授業科目の 1 組につき 1 つしか作れません（UML の関連は、同じ 2 者の間にリンクを 1 本しか持たないのが既定）。同じ学生と科目の組に学期を 2 つ付けることはできず、「何度でも」を表せません
• ア … 学生と授業科目の関連は 1 組 1 本で、学期は「学生が属する学期」になっています。履修した学期を表していません
• ウ … 授業科目の側の多重度が学生 1 なので、1 つの科目を 1 人しか履修できないモデルです

結論: 第 3 正規形までなら、情報無損失で、しかも関数従属性を保存したまま分解できます。

なぜ: 第 3 正規形への分解には、どんな関係でも「元に戻せる（情報無損失）」かつ「元の関数従属を分解後の表だけで確かめられる（従属性保存）」分解が必ず存在することが知られています。

• ア … ボイス・コッド正規形への分解では、関数従属性を保存できない場合があります
• イ … 「正規形にする分解は全て」が言いすぎです。分け方を誤れば、結合しても元に戻らない（情報が失われる）分解もできてしまいます
• エ … 第 5 正規形への分解は結合従属性を扱うもので、多値従属性の保存を言うものではありません

結論: 候補キーの一部から、別の候補キーの一部への関数従属は、第 3 正規形でも残りえます。

なぜ: 第 3 正規形が禁じるのは「非キー属性（どの候補キーにも含まれない属性）が、候補キー全体以外のものに従属すること」です。従属される側がキー属性（候補キーに含まれる属性）なら、第 3 正規形の条件には引っかかりません。イの従属先は「他の候補キーの真部分集合」＝キー属性なので、第 3 正規形でも存在しえます（これを取り除くのがボイス・コッド正規形です）。

ほかはそれぞれ、もっと手前の正規形で取り除かれます。

• ア … 繰返し属性があれば、そもそも第 1 正規形ではありません
• ウ … 候補キーの一部への従属＝部分関数従属。第 2 正規形で取り除かれます
• エ … 非キー属性から非キー属性への従属は推移的関数従属を生みます。第 3 正規形で取り除かれます

結論: READ COMMITTED です。

なぜ: (1) は「コミット前の値は読まない」、(2) は「同じ行を読み直すと値が変わりうる（反復不能読み取りが起きる）」です。SQL 標準の 4 つの水準のうち、この 2 つが同時に当てはまるのは READ COMMITTED だけです。READ COMMITTED は、文を実行するたびに、その時点でコミット済みの値を読みます。そのため、途中で別のトランザクションがコミットすると、2 回目の読み込みでは新しい値が見えます。

• イ READ UNCOMMITTED … 標準ではダーティリードを許す水準なので、(1) を満たしません
• ウ REPEATABLE READ・エ SERIALIZABLE … 一度読んだ行は読み直しても同じ値であることを保証するので、(2) に当てはまりません

PostgreSQL では READ UNCOMMITTED を指定しても READ COMMITTED として動きますが、標準の定義としては上のとおりです。

結論: a は T₂ です。

なぜ: 共有ロックどうしはぶつかりませんが、専有ロックは、他が共有ロックを持っている資源には掛けられず待たされます。待たされる時刻を順に拾います。

• t₅ T₄ が update (B)。B には T₂ が t₂ で共有ロックを掛けている（T₄ 自身も t₄ で共有ロックを持つ）→ T₄ → T₂
• t₈ T₂ が update (C)。C には T₁ が t₆ で共有ロックを掛けている → T₂ → T₁
• t₉ T₃ が update (A)。A には T₁ が t₁ で共有ロックを掛けている → T₃ → T₁

待ちグラフは T₄ → T₂ → T₁ ← T₃ になります。図と見比べると、矢印を 2 本受ける d が T₁、d へ向かう a・c のうち、さらに b から矢印を受けている a が T₂（b が T₄、c が T₃）です。

結論: 相手の条件（C2.資格 = 'AP'）は ON に、残したい行の条件（C1.資格 = 'FE'）は WHERE に書きます。

なぜ: 結果は「FE を持つ社員 3 人（S001・S002・S003）全員」と、その人が AP を持っていればその資格、持っていなければ NULL です。外部結合では、ON の条件は結合の前、WHERE の条件は結合の後に効きます。

• ア … ON で「同じ社員の AP の行」だけを相手にし、相手が無ければ NULL で残す。最後に WHERE で C1 を FE の行に絞る → 結果と一致
• イ … WHERE が IS NOT NULL なので、C1 の FE 以外の行（AP・DB・SM）も相手 NULL のまま残り、行が多すぎる
• ウ … WHERE で C2.資格 = 'AP' に絞るので、相手が NULL の S002・S003 が消える
• エ … AP の条件まで WHERE に書いたので、これも相手の無い S002・S003 が消える（内部結合と同じ結果になる）

結論: R－(R－S) です。

なぜ: R－S は「R にだけあって S に無いもの」です。R からそれを取り除けば、残るのは「R にあって S にもあるもの」＝ R∩S です。

ほかの選択肢を同じように読むと:

• イ … S－R の要素は R に含まれないので、R から引いても何も減らず R のまま
• ウ … R－S と S－R は共通部分が無いので、引いても何も減らず R－S のまま
• エ … R－S の要素は S に含まれないので、S から引いても何も減らず S のまま

結論: 2ⁿ 個です。

なぜ: 射影は「どの属性を残すか」を選ぶ演算です。n 個の属性それぞれについて「残す・残さない」の 2 通りがあるので、選び方は 2 × 2 × … × 2（n 回）＝ 2ⁿ 通りです。

問題文が「全部残す（元と同じ）」と「1 つも残さない」も数えると断っているので、両端を引く必要はありません。例えば属性が A・B の 2 つなら、{A, B}・{A}・{B}・{ } の 4 ＝ 2² 通りです。

結論: 3 か所の a はすべて MAX です。

なぜ: 3 か所それぞれで役割が違いますが、MAX ならどれも成り立ちます。

• 副問い合わせの MAX(行番号) … 会員番号と項目名ごとにいちばん大きい行番号を選ぶ。条件 (3)「より大きい行番号の値を採用」そのものです。0112 の最終購入年月日は行番号 4 と 5 があり、5（2019-02-01）が残ります
• 外側の MAX(CASE …) … 会員ごとにまとめると、CASE は該当する項目の行だけ値を返し、他の行は NULL になります。集約関数は NULL を無視するので、MAX で唯一の値が取り出せます。0113 は最終購入年月日の行が無いので NULL になります

ほかの選択肢では結果が合いません。

• エ MIN … 副問い合わせで小さい行番号（古い値）が選ばれ、0112 の最終購入年月日が 2019-01-30 になってしまいます
• ア COUNT … 件数（数）を返すので、副問い合わせは行番号ではなく件数を返し、外側も名前ではなく数になります
• イ DISTINCT … 関数ではないので、この位置には書けず構文エラーになります

結論: 2 相コミットは、まず全サイトに「コミットできるか」を確かめ（第 1 相）、全員が「できる」と答えてからコミットを指示する（第 2 相）手順です。

なぜ: 全サイトが同じ結論（全部コミットか、全部ロールバックか）にそろうことが目的です。第 1 相で 1 つでも「できない」と答えたサイトがあれば、主サイトは全サイトにロールバックを指示します。

• ア … 第 1 相では、各サイトは準備ができた場合も、できない場合も応答を返します。準備ができた場合に黙っていると、主サイトは「応答なし」と「準備完了」を区別できません
• イ … いきなりコミットを発行しており、第 1 相（確認）がありません。一部のサイトだけがコミットしてしまうおそれがあります
• ウ … ロックとアンロックの話で、コミットの可否をそろえる仕組みになっていません

結論: O(n²) です。

なぜ: 入れ子ループ法は、外側の表の 1 行ごとに、内側の表を最初から最後まで読む方式です。外側が n 行、内側も n 行なので、比べる回数は n × n ＝ n² 回になります。

内側の表に索引があれば、1 行ごとの探索が速くなり O(n log n) 程度まで下がります（エ）。並べ替えてから突き合わせるマージ結合も、並べ替えの分で O(n log n) です。何の工夫も無い入れ子ループが、いちばん素直で、いちばん遅い方式です。

結論: セミジョイン法です。

なぜ: セミジョイン法は、表をまるごと送らず、結合に使う列の値だけを相手のサイトへ送ります。相手のサイトでその値と一致する行だけを選んで送り返すので、結合に関係しない行や列は通信に乗りません。表の行数が双方で大きく違わないとき、どちらかの表を丸ごと送る方式より通信量を小さくできます。

• ア 入れ子ループ法・イ インデックスジョイン法・エ マージジョイン法 … どれも「1 台のコンピュータの中で 2 つの表をどう突き合わせるか」の方式です。分散環境で使うと、片方の表（の行）をそのまま相手に送る必要があり、通信量を減らす工夫にはなっていません

結論: MVCC は、更新しても古い版を残しておき、読む側にはコミット済みの版を見せる方式です。

なぜ: 更新のたびに新しい版を作るので、まだコミットしていない更新があっても、他のトランザクションは更新前の版を読めます。読む側は書く側を待たず、書く側も読む側を待ちません。アはこの動きそのものです。

• イ … 共有ロック・専有ロックをコミットまで持ち続ける厳格な 2 相ロックの説明です
• ウ … 共有ロックだけ早めに外す、ロックによる方式の一種です。版は出てきません
• エ … ロックを掛けずに進め、最後に衝突を確かめる楽観的同時実行制御の説明です

結論: CEP は、流れてくるデータ（ストリーム）をその場で見張り、条件に合った瞬間に処理を起こす仕組みです。

なぜ: センサーの値や取引の記録のように絶え間なく届くデータを、いったんデータベースに貯めてから調べるのではなく、メモリ上で到着順に条件と照らし合わせます。「5 分以内に同じカードで 3 回失敗」のような複数の出来事の組合せを捉えて、すぐに通知などのアクションを起こせるのが特徴です。

• イ … データウェアハウスのスタースキーマの説明です
• ウ … 2 相コミットの説明です
• エ … 分散ファイルシステム上のデータをバッチで処理する方式（MapReduce など）の説明で、即時に反応する CEP とは逆の考え方です

結論: S/MIME です。

なぜ: S/MIME はメールの本文を、その都度作った共通鍵で暗号化し、その共通鍵を受信者の公開鍵で暗号化して一緒に送ります。受信者は自分の秘密鍵で共通鍵を取り出し、本文を復号します。大きな本文は速い共通鍵暗号で、鍵の受け渡しだけを公開鍵暗号で行う組合せです。

• ア AES … 共通鍵暗号のアルゴリズムそのものです。S/MIME の中で本文の暗号化に使われることはありますが、鍵の受け渡しの仕組みは含みません
• イ IPsec … メールに限らず、IP の層で通信を暗号化する仕組みです
• ウ MIME … 日本語や添付ファイルをメールで送るための形式の規格で、暗号化の機能はありません

結論: ベイジアンフィルタは、利用者が仕分けたメールから特徴を学び、確率で判定する方式です。

なぜ: 「迷惑メールに出やすい語」「正規のメールに出やすい語」を、利用者が振り分けた実例から数えておきます。新しいメールが届いたら、含まれる語からベイズの定理で迷惑メールである確率を計算し、高ければ迷惑メールと判定します。使うほど利用者の傾向に合っていくのが特徴です。

• ア … 許可リスト（ホワイトリスト）方式
• イ … 送信ドメイン認証（SPF や DKIM など）
• ウ … 第三者中継を許すサーバの一覧（ブラックリスト）を使う方式

結論: 主記憶が遅いほど、速いキャッシュで肩代わりする効果が大きくなります。

なぜ: 実効アクセス時間は「ヒット率 × キャッシュのアクセス時間 ＋（1 − ヒット率）× 主記憶のアクセス時間」です。主記憶が遅く、プロセッサとの差が大きいマシンほど、ヒットしたときに節約できる時間が大きく、キャッシュの効き目がはっきり出ます。

• ア … キャッシュミスのときに入れ替えるのは必要なデータを含むブロックだけです。キャッシュ全体を消すことはしません
• イ … 実効速度を上げることこそがキャッシュの目的です
• ウ … ヒットしたときはキャッシュから読みます。主記憶から転送するのはミスしたときです

結論: ロードバランサは、各サーバに定期的に問い合わせて（ヘルスチェック）、応答しないサーバには要求を振り分けません。

なぜ: 利用者の要求はいったんロードバランサが受け、その時点で動いているサーバの中から送り先を選びます。故障したサーバを自動で外せることが、ロードバランサを置く大きな理由です。

ほかの選択肢は、名前解決で振り分ける DNS ラウンドロビンの特徴です。

• ア … 名前解決の結果がブラウザや DNS にキャッシュされると、同じ利用者は同じサーバに行き続け、負荷が偏ります
• イ … DNS ラウンドロビンは、止まっているサーバのアドレスも順番どおりに返してしまいます
• ウ … 利用者が各サーバに直接つなぐので、サーバごとにグローバル IP アドレスが要ります。ロードバランサ方式では、外に見せるのはロードバランサのアドレスだけで済みます

結論: ESB（Enterprise Service Bus）です。

なぜ: ESB は、サービス同士を直接つながず、間に置いた共通の通り道（バス）を経由させる仕組みです。バスがデータ形式の変換・宛先への振り分け（ルーティング）・メッセージをためておいて後で渡す非同期連携などを引き受けるので、各サービスは相手の形式や都合を知らなくて済みます。

• ア BPEL … 複数のサービスを呼び出す順序（業務の流れ）を、実行できる形で書く言語です
• イ BPMN … 業務の流れを図で表す表記法です
• エ SOAP … サービス間でやり取りする XML のメッセージの形式と手順です。変換や振り分けを担う仕組みではありません

結論: DTCP-IP は、家庭内のネットワーク（IP）でつながった機器どうしが認証し合い、暗号化したまま映像を送る方式です。

なぜ: DTCP（Digital Transmission Content Protection）は、機器の間でコンテンツを送るときの保護の規格で、DTCP-IP はそれを IP のネットワークに適用したものです。送る側と受ける側が互いに正規の機器かを認証して鍵を交換し、その鍵で暗号化して送ります。家庭内ネットワークの機器をつなぐ DLNA のガイドラインで、著作権保護の方式として使われています。

• ア … デジタル放送の番組の複製を制御する仕組みの説明で、機器間の伝送の保護である DTCP-IP ではありません
• ウ … DVD のコンテンツ保護（CSS）の説明です
• エ … HDMI で表示機器へ送る信号を保護する HDCP の説明です