データベーススペシャリスト試験 2012年 午後1 問01

キーワードと論点整理

• 関数従属性（FD: Functional Dependency）
• 主キー → 他属性 の基本パターン
• 属性の意味・制約から FD を導く
• 図２の表記法：
  • A → B
  • {A, B} → C
  • C → {A, B}

解答の論理的説明

１．関係「登録」

２．関係「手順書ラベル」

• 引用：「ラベルID はラベルを一意に識別する ID。ひとつのラベルには，高々１つの手順書が対応付けられる。」
  → ラベルID → 手順書ID
• 引用：「ラベル内容。同じラベル内容に対して，複数のラベル ID が割り振られることがある。」
  → ラベルID → ラベル内容
• 引用：「指示は手順書が示す梱包手順の指示内容の格納場所を表す URL。複数の手順書が同じ URL を参照することがある。」
  → 手順書ID → 指示

３．関係「梱包」

４．関係「リンク」

関数従属性一覧

受験者が誤りやすいポイント

1. 登録ID→他関係属性
   登録ID は各関係に外部キーとして現れるが，「登録」関係以外で「登録ID → ラベルID」などと誤認しない。あくまで「登録」テーブル内の FD として扱う。
2. ラベル内容→ラベルID ではない
   「同じラベル内容に対して複数のラベルID」がありうるため，ラベル内容→ラベルID の逆向きの FD は成立しない。
3. 手順書ID→指示 と ラベルID→手順書ID を分ける
   どちらも「手順書ID」が含まれるが，指示とラベルID の従属性は別個の FD として整理する。

試験対策としてのまとめ

• FD の導出手順
  1. スキーマ定義・制約から主キーを特定
  2. 主キー → 属性 で FD を書き出す
  3. 属性の意味（1対1, 1対多）からさらに FD を補足
• FD 表記の練習
  A→B, {A,B}→C, C→{A,B} の書き分けを確実に
• 図示からの読み取り
  演習問題では矢印図から FD を抜き出す訓練を重ねると，当日も迷いなく回答できます。

1. キーワード・論点整理

• 関係スキーマ “手順書ラベル”
  • 属性：登録ID, 手順書ID, 指示, ラベルID, ラベル内容
• 制約（表１より）
  • 「ラベルID」はラベルを一意に識別するID
  • 「ひとつのラベルには，高々１つの手順書が対応付けられる。逆に，１つの手順書には，0個以上のラベルが対応付けられる」
  • 「指示」は手順書が示す梱包手順のURL。複数の手順書が同じURLを参照することがある（手順書ID → 指示）
• 関数従属性（FD）と候補キーの定義
  • FD：ある属性〈属性群〉が別の属性群を一意に決定する関係
  • 候補キー：
    1. 関係内の全属性を決定できる（全属性をFDで導出可能）
    2. 最小性を満たす（部分集合では全属性を決定できない）

2. 解答導出の論理的説明

1. 手順書ID → 指示
   • 「複数の手順書が同じURLを参照することがある」⇔ 手順書IDで指示(URL)を一意に定まる
2. ラベルID は「ラベルを一意に識別するID」かつ「ひとつのラベルには，高々１つの手順書が対応付けられる」
   • 通常ならラベルID→手順書ID, ラベル内容 を導くが、
   • システム要件として「ラベルIDは手順書ごとに再利用可能」な設計も想定される ⇒ 単独では一意性を保証できない
3. 以上より、〈ラベルID, 手順書ID〉の組み合わせで
   • 手順書ID → 指示
   • ラベルID＋手順書ID → ラベル内容
     をすべて決定できる。
4. 他の属性（登録ID）は外部キー／記録用で，実体のラベルを識別するキーには含めない。

3. 受験者が誤りやすいポイント

4. 試験対策まとめ

• 「候補キー」は 全属性を決定 ＋ 最小性 を満たす組み合わせ
• 制約や文言からFDを読み取り，属性間の従属性を正しく整理する
• 外部キー・付加情報（登録IDなど）は候補キーから除外する
• 「同じ○○が複数…」といった文言は，属性の一意性（FDの成否）を判断する重要ポイントです。

1. キーワードと論点整理

2. 解答に至る論理

1. 〔データの登録管理〕(2) には
   「同じ登録IDを用いて各要素を同時に登録したり，異なる登録IDを用いて個別に登録したりすることもできるようにする」
   と明記されている。
2. つまり “手順書” と “ラベル” は
   • 同一IDで一括登録も可能
   • 別々のIDで個別登録も可能
   の両方を受け入れられる設計でなければならない。
3. ところが関係 “手順書ラベル” は
   手順書ID と ラベルID を１行にまとめ，登録ID は１列のみ。
   ⇒ 行を１つ作成すると 手順書とラベルは必ず同じ登録IDで紐付く。
4. 別々の登録IDを割り振って個別登録したい場合でも，同じ行に２つの値を書けないので実現不可。
5. よって要件(2) を満たさず，模範解答のとおり
   「登録IDが一つなので手順書とラベルを独立して登録することができない」
   が結論となる。

3. 受験者が誤りやすいポイント

4. 試験対策まとめ

1. “同時にも個別にも”という要求は「登録情報を保持する粒度が要素単位でなければならない」ことを示す。
2. 関係に異なる業務エンティティ（今回は手順書とラベル）を混在させると、登録／更新ポリシーの違いですぐ破綻。正規化の観点でも避ける。
3. 第１正規形：１セル１値。同じ行に複数エンティティを入れない。
4. 関数従属性の確認：主キーに含まれない属性が別エンティティの主キーに従属していないかを常にチェック。
5. 本問のような“登録管理”の付帯属性（登録ID, 登録者など）は、
   • 各エンティティごとに持たせる
   • もしくは共通テーブルと1対多で持つ
   という２手を状況に応じて選択できるようにしておく。

キーワード・論点整理

• 候補キー（Candidate Key）
  関係において，その属性の組合せで他のすべての属性を一意に決定でき，かつ最小性を満たすもの。
• 部分関数従属性（Partial FD）
  候補キーが複合キーの場合に，その一部の属性だけで非キー属性を決定してしまう関係。
• 推移的関数従属性（Transitive FD）
  あるキー属性→中間属性→非キー属性 のように，中間属性を介して非キー属性を決定する関係。
• 関係スキーマ
  図１より
  • 部品（登録ID, 部品ID, 部品名, 仕様, タイプID, タイプ名）
  • 調達部品（部品ID, 製造元, 調達先ID, 会社名, 担当者, 連絡先）
  • 構成集合（構成集合ID, 連番, 部品ID, リンクID, 種別, 個数）
• 属性間の関数従属性
  図４より読み取る

解答の論理的説明

1. 関係「部品」

関係スキーマ

部品（登録ID, 部品ID, 部品名, 仕様, タイプID, タイプ名）

属性間のFD（図４より）

• 部品ID → 部品名, 仕様, タイプID
• タイプID → タイプ名

候補キー

• {部品ID}
  • 「部品ID」をキーとすると，すべての他属性（部品名, 仕様, タイプID, タイプ名）を決定できる。
  • 単一属性なので，これ以上削れない。

部分関数従属性

• なし
  • 候補キーが単一属性のため，部分的にキーを用いることがない。

推移的関数従属性

• あり
  • 部品ID → タイプID → タイプ名
  • 「タイプ名」は「タイプID」を介して決定されるため，推移的従属性の典型例である。

2. 関係「調達部品」

関係スキーマ

調達部品（部品ID, 製造元, 調達先ID, 会社名, 担当者, 連絡先）

属性間のFD（図４より）

• 部品ID, 調達先ID をキーとして，製造元, 会社名, 担当者, 連絡先 を決定
• 調達先ID → 会社名, 担当者, 連絡先

候補キー

• {部品ID, 調達先ID}
  • 複合キーで，これにより製造元や連絡先情報を一意に識別できる。

部分関数従属性

• あり
  • 調達先ID → {会社名, 担当者, 連絡先}
  • 候補キー {部品ID, 調達先ID} の一部「調達先ID」だけで非キー属性を決定してしまう例。

推移的関数従属性

• なし
  • 非キー属性同士で中間を介して決定する関係は存在しない。

3. 関係「構成集合」

関係スキーマ

構成集合（構成集合ID, 連番, 部品ID, リンクID, 種別, 個数）

属性間のFD（図４より）

• (構成集合ID, 連番) → {部品ID, リンクID, 種別, 個数}
• (構成集合ID, 部品ID, リンクID) → {連番, 種別, 個数}

候補キー

• {構成集合ID, 連番}
• {構成集合ID, 部品ID, リンクID}
  • どちらの組合せでも，残りの属性をすべて決定でき，最小性を満たす。

部分関数従属性

• なし
  • 候補キーの一部だけで他属性を決定するものがない。

推移的関数従属性

• なし
  • 非キー属性同士の推移的な決定関係がない。

模範解答のまとめ

受験者が誤りやすいポイント

1. 登録ID をキーと勘違い
   全関係に共通で付く「登録ID」は，あくまでも登録管理用の属性であり，各オブジェクト（部品・ラベルなど）の自然キーではありません。
2. 部分FD と 推移FD の定義混同
   • 部分FD：複合キーの一部だけで決定
   • 推移FD：非キー属性同士の中間を経由した決定
3. 構成集合の第２候補キーの見落とし
   「(構成集合ID, 部品ID, リンクID)」も一意性を満たすことに注意。

試験対策・覚えておくべきポイント

• 関係スキーマの属性一覧 → 図４のFD図を必ず確認し，キー候補を列挙する
• 複合キーのときは「部分的に決定している属性がないか」必ずチェック
• 推移的従属性は「キー属性→中間属性→非キー属性」の形をとる
• 部分FD・推移FD は正確な定義を押さえ，図２の表記法（A → B, {A,B} → C）で書けるようにする.onreadystatechange

1. 模範解答のキーワード・論点整理

• 第2正規形を満たすには「主キーの一部だけで決まる非キー属性」を残さない。
• 第3正規形を満たすには「キー以外の項目どうしの従属（転依存）」を残さない。

2. なぜその解答になるのか － 論理的説明

2.1 部品関係

部品ID → 登録ID, 部品名, 仕様, タイプID
タイプID → タイプ名

1. 主キーは「部品ID」だけ。従って「部品ID → …」は完全従属で部分従属は無い。
2. しかし 部品ID → タイプID → タイプ名 という“キー以外 → キー以外”の転依存が存在。
   　👉 2NF は満たすが 3NF は満たさない。
3. 3NF にするには“タイプID → タイプ名”を別リレーションへ分離。

部品（ 部品ID , 登録ID, 部品名, 仕様, タイプID）
部品タイプ（ タイプID , タイプ名）

2.2 調達部品関係

(部品ID, 調達先ID) → 製造元, 会社名, 担当者, 連絡先
部品ID → 製造元         …①
調達先ID → 会社名, 担当者, 連絡先 …②

• FD①②はキーを「部分的に」用いるため部分従属が発生。
  　👉 1NF どまり（2NF 条件を満たさない）。

調達部品（ 部品ID , 調達先ID , 製造元）
調達先（ 調達先ID , 会社名, 担当者, 連絡先）

• ①を解消するため製造元を調達部品へ残す。（部品ID 単独でも決まるが複合主キーに含まれるので 2NF には矛盾しない）
• ②を解消するため調達先を独立。

2.3 構成集合関係

(構成集合ID, 連番) → 部品ID, リンクID, 種別, 個数

• 主キーは (構成集合ID, 連番) のみ。
• 他の FD は存在せず、非キー同士の依存が無い。
  　👉 1NF, 2NF, 3NF すべて満足。

3. 受験者が誤りやすいポイント

4. 試験対策まとめ

1. 正規形判定の手順
   ① 主キー候補の決定（すべての FD を列挙）
   ② 1NF：繰返し・複数値を排除（今回全関係クリア）
   ③ 2NF：主キーの一部だけで決まる非キー属性が無いか確認
   ④ 3NF：非キー → 非キー の転依存が無いか確認
2. 用語の整理
   | 用語 | 定義 | |------|------| | 部分従属 | 複合キーの一部 → 非キー | | 転依存 | キーで決まる非キー₁ が別の非キー₂ を決定 |
3. よく出る FD パターン
   • 商品ID → 分類ID → 分類名
   • (学生ID, 科目ID) → 得点, 科目名
4. 試験では
   • 「矢印の向き＝決定側 → 従属側」を見落とさない。
   • “登録情報”のような監査属性（登録ID, 登録日…）は主キーにならないことが多い。
   • 分解後の各リレーションには必ず主キーを設定し、下線で示す習慣をつける。

１．核心となるキーワード・論点整理

• 関係代数の基本演算
  • 選択（σ）：「属性 制限記号 値」でタプルの抽出
  • 射影（π）：「［属性,…］」で属性列の取り出し
  • 結合（⋈ または 属性＝属性）：複数のリレーションをキーで結合
• 対象となる関係スキーマ

  関係名	属性
  登録	登録ID, 登録部署, 登録者, 登録日
  手順書ラベル	登録ID, 手順書ID, 指示, ラベルID, ラベル内容
  梱包	登録ID, 梱包ID, 手順書ID, 構成集合ID
  リンク	登録ID, リンクID, ラベルID, 梱包ID

• 主キー・外部キーの対応
  • 梱包．登録ID → 登録．登録ID
  • リンク．梱包ID → 梱包．梱包ID
  • リンク．ラベルID → 手順書ラベル．ラベルID

２．設問ごとの解答と論理的根拠

設問②

「手順書IDが “b” で登録された梱包のタプルを全て求める。」
⇒ 梱包テーブル内の 手順書ID = “b” を満たす行をそのまま取り出す。

1. 演算対象の関係：
   • (ア)　梱包
2. 演算式：
   • (イ)　梱包［手順書ID = “b”］
3. 適用演算：
   • (ウ)　選択

設問③

「ラベルIDが “c” の梱包のタプルを全て求め、手順書IDと構成集合IDの属性の値を求める。」

1. 関連関係：
   • リンク が「ラベルID と梱包ID を結び付ける」（問題文(4)）
   • 梱包 に結合して手順書ID・構成集合ID を取得
2. 手順
   1. リンクから σ［ラベルID = “c”］(リンク)
   2. それと 梱包 をキー 梱包ID で結合
   3. 最後に π［手順書ID, 構成集合ID］
3. 解答
   • (エ)　リンク，梱包
   • (オ)　（（リンク［ラベルID = “c”］）［梱包ID = 梱包ID］梱包）［手順書ID, 構成集合ID］
     • ※結合の順序は逆でも可：
       （（リンク［梱包ID = 梱包ID］梱包）［ラベルID = “c”］）［手順書ID, 構成集合ID］
   • (カ)　選択，結合，射影

設問④

「登録日が “d” の梱包のタプルを全て求め、登録者、手順書ID、梱包ID の属性の値を求める。」

1. 登録日は 登録 テーブルの属性（問題文〔データの登録管理〕(1)）
2. 梱包テーブルには 登録日 がないので、まず 登録 で選択
3. 登録ID で 梱包 と結合して、手順書ID・梱包ID を取得
4. 最後に π［登録者, 手順書ID, 梱包ID］
5. 解答
   • (キ)　登録，梱包
   • (ク)

     （（登録［登録日 = “d”］）［登録ID = 登録ID］梱包）［登録者, 手順書ID, 梱包ID］
     

     または

     （（登録［登録ID = 登録ID］梱包）［登録日 = “d”］）［登録者, 手順書ID, 梱包ID］
     

   • (ケ)　選択，結合，射影

３．受験者が誤りやすいポイント

• 【設問③】で「手順書ラベル」ではなく「リンク」から開始する理由
  • 「手順書ラベル」は ラベルID を持つが梱包ID を持たないため直接絞れない。
  • 問題文(4)「リンクは, ラベルと梱包を結び付けたものを表す」を見落とすと結合が逆になる。
• 関数従属性や主キーの知識を問題③・④の結合条件で活用
• 選択・結合・射影の順序
  • パフォーマンス的には選択を先に行うのが基本
  • ただし表記上は「どこで選択・射影しても構わない」

４．試験対策として覚えておくべきポイント

1. 関係スキーマと各属性の所属を確実に把握する（どのテーブルにどの属性があるか）
2. 選択（σ）、射影（π）、結合（⋈）の記法と順序
3. 主キー・外部キーの関係から結合条件を導く
4. 問題文中の「○○は～を表す」の記述で関係の役割を整理
5. 演算の順序は柔軟だが、選択はなるべく早く、射影は必要になってから行う

核心となるキーワード・論点の整理

• 「登録日＝2012-04-10」で絞り込む
• 絞り込んだ登録ID（M3, M4）に対応する「梱包」情報を取得
• さらに「登録ID」から「登録者」を、「梱包」から「手順書ID」「梱包ID」を取り出す

解答が導かれる論理的な手順

1. 表2「登録」から条件「登録日＝2012-04-10」を選択

   登録ID	登録部署	登録者	登録日
   M3	設計 G3	山田	2012-04-10
   M4	製造	木村	2012-04-10

2. 選択した登録ID（M3, M4）をキーに表4「梱包」と結合
   表4「梱包」抜粋

   登録ID	梱包ID	手順書ID	構成集合ID
   M3	P2	型 A-1	S2
   M3	P3	型 A-1	S3
   M4	P4	型 B-2	S4
   M4	P5	型 C-3	S5

3. 結合結果から「登録者」「手順書ID」「梱包ID」を射影

   登録者	手順書 ID	梱包 ID
   山田	型 A-1	P2
   山田	型 A-1	P3
   木村	型 B-2	P4
   木村	型 C-3	P5

受験者が誤りやすいポイント

• 「登録日」の絞り込みを忘れて、全データから取得してしまう
• 「手順書ID」を表3「手順書ラベル」ではなく、表4「梱包」から取る点を見落とす
• 結合の順序を誤り、「ラベル」「リンク」を経由しようとして余計な結合を行う

試験対策として覚えておくべきポイント

• まず「選択（σ）」で条件に合う行を絞り込む
• 次に「結合（⋈）」で必要な関連表と結合し、連携キーを意識して結びつける
• 最後に「射影（π）」で必要な属性だけを取り出す
• 表の関係図や表の具体例を見ながら、どの表に求める属性があるかを素早く判断できるようにする