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データベースの基礎

関係データベースの表とキー、SQLの検索・集計・結合・副問い合わせ、正規化とE-R図、トランザクションとACID特性、同時実行の問題と分離レベル、ロックとデッドロック、障害からの回復、インデックス、NoSQLを3択問題で学べます。

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データベースの基礎の要点

ネットショップの在庫も銀行の口座も、多くの情報システムはデータベースにデータを預けています。関係データベースは、データを表の形で持ち、主キーや外部キーで表どうしを結び付け、SQLという言語で必要なデータを取り出したり書き換えたりします。

SQLのSELECT文による検索、GROUP BYとHAVINGによる集計、内部結合と外部結合、副問い合わせを、小さな表の例で結果を数えながら学びます。表を正しく分ける正規化とE-R図、トランザクションのACID特性、更新の消失やダーティリードなどの同時実行の問題と分離レベル、ロックとデッドロック、ログを使った障害からの回復、インデックスのしくみとNoSQLの考え方も扱い、基本情報技術者試験・応用情報技術者試験のデータベース分野の学習にも役立ちます。

データベースの基礎の問題一覧（40問）
  1. 関係データベースの用語で、表(リレーション)の1行に当たるものはどれか。
  2. 関係データベースの表で、主キーに指定する列(または列の組)が満たさなければならない条件はどれか。
  3. 社員表(社員番号, メールアドレス, 氏名, 部署)で、社員番号とメールアドレスはどちらも社員ごとに異なり、NULLにならない。氏名と部署は、ほかの社員と同じになることがある。この表の候補キーをすべて挙げたものはどれか。
  4. 履修表(学生番号, 科目番号, 成績)は、どの学生がどの科目を履修し、どんな成績だったかを記録する。1人の学生は複数の科目を履修し、1つの科目は複数の学生が履修する。同じ学生が同じ科目を2回登録することはないとき、この表の主キーとして適切なものはどれか。
  5. 顧客表(顧客ID, 氏名)の主キーは顧客IDで、注文表(注文ID, 顧客ID)の顧客IDは、顧客表の顧客IDを参照する外部キーとして定義されている。顧客表には顧客IDが'C1'と'C2'の行だけがある。この状態で INSERT INTO 注文 VALUES ('O9', 'C5') を実行したときの結果として正しいものはどれか。
  6. SQLの文は、データ定義言語(DDL)、データ操作言語(DML)、データ制御言語(DCL)に分けられる。DDLに分類されるものはどれか。
  7. 商品表に、(商品名, 価格)が(ペン, 120)、(ノート, 250)、(消しゴム, 80)、(ファイル, 300)、(定規, 150)の5行がある。SELECT 商品名 FROM 商品 WHERE 価格 >= 150 ORDER BY 価格 DESC の結果として、返される行を順に並べたものはどれか。
  8. 社員表の部署の列に、上の行から順に 営業、開発、営業、総務、開発、営業 の値が入っている(全6行)。SELECT DISTINCT 部署 FROM 社員 の結果は何行になるか。
  9. SQLで DELETE FROM 社員 を、WHERE句を付けずに実行したときの結果として正しいものはどれか。
  10. 試験表の点数の列に、80、NULL、70、90 の4つの値がある(NULLは未受験を表す)。SELECT AVG(点数) FROM 試験 の結果はどれか。
  11. 成績表の点数の列に、50、NULL、70、NULL、90、30 の6つの値がある。SELECT COUNT(*), COUNT(点数), AVG(点数) FROM 成績 の結果を順に並べたものはどれか。
  12. 社員表(社員番号, 部署, 給与)から、部署ごとの平均給与が300以上の部署と、その平均給与を求めたい。正しいSQL文はどれか。
  13. 売上表(店舗, 金額)に、(A, 500)、(A, 700)、(B, 300)、(B, 400)、(C, 1200)、(D, 200)、(D, 900) の7行がある。SELECT 店舗, SUM(金額) FROM 売上 GROUP BY 店舗 HAVING SUM(金額) >= 1000 の結果は何行になるか。
  14. 社員表(氏名, 部署, 給与)に8行あり、部署ごとの給与は、営業が320、280、350、開発が400、310、総務が260、300、企画が330である。SELECT 部署, COUNT(*) FROM 社員 WHERE 給与 >= 300 GROUP BY 部署 HAVING COUNT(*) >= 2 の結果は何行になるか。
  15. 社員表(社員番号, 氏名, 部署ID)に4行あり、部署IDは順に10、20、10、NULLである。部署表(部署ID, 部署名)には部署IDが10、20、30の3行がある。SELECT 社員.氏名, 部署.部署名 FROM 社員 INNER JOIN 部署 ON 社員.部署ID = 部署.部署ID の結果は何行になるか。
  16. 社員表(社員番号, 氏名, 部署ID)に5行あり、部署IDは順に10、20、10、NULL、NULLである。部署表(部署ID, 部署名)には部署IDが10、20、30の3行がある。SELECT 部署.部署名, 社員.氏名 FROM 部署 LEFT OUTER JOIN 社員 ON 部署.部署ID = 社員.部署ID の結果は何行になるか。
  17. 表Rの列xの値は 1、1、2、3 の4行、表Sの列xの値は 1、1、2、4 の4行である。SELECT * FROM R INNER JOIN S ON R.x = S.x の結果は何行になるか。
  18. 顧客表(顧客ID, 氏名)には (C1, 青木)、(C2, 井上)、(C3, 上田)、(C4, 江藤) の4行がある。注文表(注文ID, 顧客ID, 金額)には (O1, C1, 3000)、(O2, C2, 8000)、(O3, C1, 6000)、(O4, C3, 2000)、(O5, C2, 9000) の5行がある。SELECT 氏名 FROM 顧客 WHERE 顧客ID IN (SELECT 顧客ID FROM 注文 WHERE 金額 > 5000) の結果は何行になるか。
  19. 顧客表(顧客ID, 氏名)と注文表(注文ID, 顧客ID, 金額)から、一度も注文していない顧客の氏名を求めたい。正しいSQL文はどれか。
  20. 関係データベースのビューの説明として、正しいものはどれか。
  21. 関係データベースの表を正規化する主な目的はどれか。
  22. 受注表(受注番号, 商品番号, 数量, 顧客番号, 顧客名)の主キーは{受注番号, 商品番号}で、関数従属は {受注番号, 商品番号} → 数量、受注番号 → 顧客番号、顧客番号 → 顧客名 である。この表を第3正規形まで正規化した結果として正しいものはどれか。
  23. 社員表(社員番号, 氏名, 部署コード, 部署名)の主キーは社員番号で、どの列も1つの値だけを持つ。関数従属は 社員番号 → 氏名、社員番号 → 部署コード、部署コード → 部署名 である。この表の正規形として正しいものはどれか。
  24. 読み出しが大部分を占める集計用のデータベースで、正規化した表をあえて1つにまとめ、同じデータを重複して持たせる設計(非正規化)を行うことがある。この設計の長所と短所の組み合わせとして正しいものはどれか。
  25. E-R図で、学生と科目の間に「1人の学生は複数の科目を履修し、1つの科目は複数の学生が履修する」という多対多の関係がある。この関係を関係データベースの表で実現する方法として、適切なものはどれか。
  26. 口座表で、トランザクションを開始し、口座Aの残高から300を引く UPDATE と、口座Bの残高に300を足す UPDATE を実行した。その後、COMMITの代わりに ROLLBACK を実行した。口座表はどうなるか。
  27. トランザクションが持つべきACID特性のうち、「口座Aから引き落として口座Bに入金する振替の処理が、途中で障害が起きても、両方とも行われるか、まったく行われないかのどちらかになる」という性質はどれか。
  28. 在庫表のある商品の在庫数は10である。トランザクションT1は在庫数を読み出して3を引いた値を書き込み、T2は在庫数を読み出して5を引いた値を書き込む。ロックをかけずに、T1の読み出し、T2の読み出し、T1の書き込み、T2の書き込みの順に実行されたとき、最終的な在庫数はいくつになるか。
  29. トランザクションを同時に実行したときに起きる問題のうち、ダーティリードの説明として正しいものはどれか。
  30. トランザクションT1が SELECT COUNT(*) FROM 注文 WHERE 金額 >= 1000 を実行したところ8件だった。その直後に、T2が金額2000の注文の行をINSERTしてコミットした。T1が同じSELECT文をもう一度実行すると9件になった。この現象はどれか。
  31. SQLの標準規格が定める分離レベルのうち、READ COMMITTED で起こりうる現象の組み合わせとして正しいものはどれか。
  32. トランザクションT1が、ある行に共有ロックをかけて読み出している。この行に対して、T2が共有ロックを、T3が専有ロック(排他ロック)を要求した。T1がロックを解除するまでの間について、正しいものはどれか。
  33. トランザクションの排他制御で使われる2相ロック方式の説明として、正しいものはどれか。
  34. トランザクションT1は行Aに専有ロックをかけたあと行Bのロックを要求し、T2は行Bに専有ロックをかけたあと行Aのロックを要求したため、どちらも先へ進めなくなった。DBMSがこの状態を検出したときに行う一般的な対処はどれか。
  35. 多くのDBMSは、データを更新するとき、更新の内容をログ(ジャーナル)に記録し、そのログをデータベース本体より先に不揮発性の記憶装置に書き込む(WAL: ログ先行書き込み)。この方式をとる主な理由はどれか。
  36. トランザクションT1〜T5があり、障害が発生する前にチェックポイントを1回取った。T1はチェックポイントの前に開始してコミットした。T2とT3はチェックポイントの前に開始し、T2はチェックポイントのあと障害の前にコミットし、T3は障害の時点でコミットしていなかった。T4とT5はチェックポイントのあとに開始し、T4は障害の前にコミットし、T5はコミットしていなかった。障害のあとの回復で、ログを使ってロールフォワードする必要があるトランザクションはどれか。
  37. 100万行ある会員表の会員番号の列にB+木のインデックスを作成した。一般に期待できる効果と、その代償の組み合わせとして正しいものはどれか。
  38. 100万行の会員表で、会員番号(すべて異なる)、都道府県(47種類)、性別(2種類でほぼ半々)の列に、それぞれB+木のインデックスを作ることを考える。WHERE句で1つの列の値を指定して検索するとき、インデックスの効果が最も小さいと考えられる列はどれか。
  39. NoSQLと呼ばれるデータベースのうち、キー・バリュー型の特徴として、一般に正しいものはどれか。
  40. 複数のサーバにデータの複製を置く分散データベースについての、CAP定理の説明として適切なものはどれか。

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