section3_問題集

問題集 セクション3:データの保存

Google Cloud「Professional Data Engineer」試験(2024年改訂範囲準拠)対策。 このセクションはストレージ選定が本試験で最頻出です。アクセスパターン・整合性・スケール・レイテンシ・コストの要件から「最適な1つ(または複数)」を選ぶ訓練をします。

使い方

問題数・形式


Q1 📘 単一選択

ある製造業のIoTプラットフォームで、5万台のセンサーから毎秒数百万件の計測値が届く。要件は「直近のセンサー値をミリ秒で読み出せること」「結果整合性で許容できること」「PB級まで線形にスケールできること」。複雑なJOINや集計分析は別系統で行う。計測値の保存先として最適なものはどれか。

▶ 正解と解説

正解:C

解説: 「毎秒数百万件の書き込み」「ミリ秒のキー参照」「結果整合性で可」「PB級・水平スケール」は Bigtable の典型的なユースケース(時系列・IoT)です。ワイドカラム型NoSQLとして低レイテンシ・高スループットを満たします。

📖 関連:02_応用.md の「ストレージ選定の意思決定ツリー」「アクセスパターン分析からの選定」


Q2 📘 単一選択

スタートアップがWebアプリのバックエンドDBを選定している。要件は「MySQL互換のリレーショナルDBであること」「ACIDトランザクション対応」「単一リージョンで十分(グローバル分散は不要)」「中小規模のトランザクション量」。マネージドで運用負荷を抑えたい。最適なサービスはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「MySQL互換」「リージョナルで十分」「中小規模トランザクション」「マネージド」は Cloud SQL の定義そのものです。Cloud SQL は MySQL / PostgreSQL / SQL Server に対応したリージョナルなマネージドRDBです。

📖 関連:02_応用.md の「Cloud SQL vs Spanner」「選定でよく問われる対比」


Q3 📘 単一選択

あるアプリの本人確認書類(PDF・画像)を保管する。要件は「法令で7年間の保持が必須」「保管後に参照されるのは年1回未満」「保存コストを最小化したい」。最適な保存方法はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「めったに読まない(年1回未満)が消せない長期保管」「保存コスト最小化」は Cloud Storage の Archive クラスが最適です。Archive は保存料が最も安く、最低保存期間は365日で長期コンプライアンス保管に向きます。

📖 関連:01_基礎.md の「Cloud Storage のストレージクラス」、03_要点と暗記.md の「Cloud Storage クラスとライフサイクル」


Q4 📘 単一選択

データエンジニアが BigQuery でクエリのスキャンコストを下げたい。最も効果的な基本施策の組み合わせはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: BigQuery のコスト削減=「スキャン量の削減」です。①日付などでパーティション分割(プルーニングで不要区画を読まない)、②よく絞る列でクラスタリング(I/O削減)、③必要な列だけSELECT(SELECT *回避)の3点が基本の打ち手です。

📖 関連:01_基礎.md の「パーティションとクラスタリング」、02_応用.md の「パーティション+クラスタリングの設計指針」


Q5 🔧 単一選択

グローバル展開する決済プラットフォーム。要件は「世界中の取引で強整合のACIDトランザクションが必須」「ダウンタイムを許容できず99.999%の可用性」「取引量の増加に応じて水平スケールしたい」。最適なデータベースはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「グローバル」「強整合ACID」「99.999%」「水平スケール」が揃ったらほぼ Spanner 一択です。TrueTime(GPS+原子時計)により世界規模で外部一貫性(強整合)を保ちながら水平スケールできる唯一のRDBです。

📖 関連:02_応用.md の「Cloud SQL vs Spanner」「Spanner設計のベストプラクティス(TrueTime)」


Q6 🔧 単一選択

モバイルゲームのバックエンドを構築中。要件は「プレイヤーの状態をリアルタイムに複数端末へ同期」「オフライン時もローカルで動作し再接続時に同期」「ドキュメント指向のデータモデル」「クライアントSDKから直接アクセスしたい」。最適なサービスはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「リアルタイム同期」「オフライン対応」「ドキュメント指向」「クライアントSDK直結」はすべて Firestore の強みです。モバイル/Webのリアルタイムコラボやゲームのバックエンドに最適です。

📖 関連:02_応用.md の「Firestore vs Bigtable」、01_基礎.md の「Firestore」


Q7 🔧 単一選択

ある分析チームが「BIダッシュボードの集計クエリが遅い」と相談してきた。データは BigQuery にあり、アドホックなSQL集計が中心。エンジニアの一人が「Bigtable を追加してそこから読めば速くなる」と提案した。最も適切な対応はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: アドホックなSQL分析の遅さは BigQuery 内で解決します。スキャン量削減(パーティション/クラスタリング/必要列のみ)に加え、繰り返す重い集計はマテリアライズドビューで事前計算、BIの低レイテンシ化は BI Engine(インメモリ)が定石です。

📖 関連:02_応用.md の「アクセスパターン分析からの選定(分析が遅い→Bigtableは誤り)」「マテリアライズドビュー / BI Engine」


Q8 🔧 単一選択

BigQuery で orders(注文)と order_items(注文明細、1注文に複数明細)を扱う。アナリストが毎回JOINして集計するためクエリが重い。BigQuery のベストプラクティスに沿った設計はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: BigQueryは非正規化が基本。「1:Nで繰り返す情報」はネスト/繰り返しフィールド(ARRAY<STRUCT>)で1行に畳み込むのがBigQuery流で、JOINを削減しスキャン効率を高めます。

📖 関連:01_基礎.md の「正規化 vs 非正規化/ネスト構造」、02_応用.md の「非正規化とネスト/繰り返しフィールド」


Q9 🔧 単一選択

Bigtable に車両テレメトリを保存している。行キーを <timestamp>#<vehicleID> の形式(先頭がタイムスタンプ)にしたところ、書き込みスループットが頭打ちになった。原因と最も適切な対策はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: Bigtableは行キーで1次元にソートされて分散格納されます。先頭がタイムスタンプだと「最新の書き込み」が常に同じ末尾ノードへ集中し、ホットスポットになります。対策はフィールドプロモーションで高カーディナリティな識別子(vehicleID)を先頭に昇格し、タイムスタンプを後置して書き込みを分散させることです。

📖 関連:02_応用.md の「Bigtable設計のベストプラクティス(ホットスポット/フィールドプロモーション)」


Q10 🔧 単一選択

Spanner を使うグローバル在庫システムで、主キーに単調増加するシーケンス番号を採用したところ、書き込み性能が伸びない。最も適切な対策はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: Spanner はキー順にスプリットへ分散します。単調増加キー(連番・タイムスタンプ)は特定スプリットに書き込みが集中しホットスポット化します。対策は UUID/ハッシュ化主キーやキー先頭バイトのハッシュ化で「キーを均等に分散」することです。RDBでありながら Bigtable 同様にホットスポットを意識する点が頻出論点です。

📖 関連:02_応用.md の「Spannerのホットスポット回避」、03_要点と暗記.md の「Bigtable / Spanner のホットスポット対策」


Q11 🔧 単一選択

高トラフィックなECサイトで、商品カタログの読み取りがDBに集中しレイテンシが悪化している。データの正本はリレーショナルDBにある。サブミリ秒で頻繁な再読み込みを返す前段のキャッシュ層を追加したい。最適なサービスはどれか。

▶ 正解と解説

正解:A

解説: サブミリ秒の超低レイテンシで頻繁な再読み込みを返す前段キャッシュは Memorystore(Redis/Memcached)の典型用途です。正本はRDBに残したまま、キャッシュ層として追加するのが正しい使い方です。

📖 関連:01_基礎.md の「Memorystore」、03_要点と暗記.md の「Memorystore を正本にしない」


Q12 🔧 単一選択

データレイクとして Cloud Storage に大量の Parquet ファイルがある。要件は「データをコピーせずそのまま分析したい」「BigQuery のSQLで分析」「行レベル・列レベルのアクセス制御(細粒度ガバナンス)を効かせたい」。最適な手段はどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「コピーせず・BQのSQLで・行/列レベルの細粒度ガバナンス」は BigLake テーブルの狙いそのものです。GCS上のオープンフォーマット(Parquet等)をコピーせずに、BigQuery級のガバナンス(行/列レベルのアクセス制御)を適用できます。

📖 関連:02_応用.md の「BigLake の使いどころ」、01_基礎.md の「BigLake」


Q13 🔧 複数選択(2つ選択)

あるチームが GCS のライフサイクル管理でコスト最適化を検討している。適切な設計を2つ選べ。

▶ 正解と解説

正解:A と C

解説:

📖 関連:02_応用.md の「GCS ライフサイクル管理(早期削除料金・Autoclass)」、03_要点と暗記.md の「Cloud Storage クラスとライフサイクル」


Q14 🎯 複数選択(3つ選択)

グローバルなライドシェア企業の統合データ基盤を設計する。次の各要件に最適なサービスの割り当てとして正しいものを3つ選べ。

▶ 正解と解説

正解:A と B と C

解説: これは統合シナリオで「要件を軸でふるい分け、各サービスへ割り当てる」本番そのものの問題です。

📖 関連:02_応用.md の「統合シナリオ演習」、03_要点と暗記.md の「ストレージ選定 早見表」


Q15 🎯 単一選択

ある企業が PostgreSQL で稼働中の基幹システムを移行する。要件は「PostgreSQL互換のまま」「トランザクション処理(OLTP)が高負荷」「同じDBで分析クエリ(リアルタイム分析)も高速に実行したい(HTAP)」「リージョナルで十分」。最適なサービスはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「PostgreSQL互換」「高負荷OLTP」「同じDBで分析も速い(HTAP)」「リージョナル」は AlloyDB の狙いどころです。カラムナエンジンを内蔵し、トランザクションと分析クエリの両方を高速化します。

📖 関連:01_基礎.md の「AlloyDB」、02_応用.md の意思決定ツリー Q5(HTAP→AlloyDB)


Q16 🎯 単一選択

大企業が複数部門のデータ基盤を統合している。要件は「散らばった GCS と BigQuery のデータを物理的に動かさず論理的なレイク/ゾーンに整理」「横断的に品質・セキュリティ・**発見性(ディスカバリ)と系統(lineage)**を効かせる」「各部門がデータを『プロダクト』として所有しつつ全社共通ルールで統制する(データメッシュ)」。中核となるサービスはどれか。

▶ 正解と解説

正解:B

解説: 「物理的に動かさず論理レイク/ゾーンに整理」「横断ガバナンス(品質・セキュリティ・発見性・系統)」「データメッシュ+フェデレーテッドガバナンス」の中核は Dataplex です。メタデータの検索・発見・系統は Dataplex Catalog が担い、データスワンプ化を防ぎます。

📖 関連:02_応用.md の「Dataplex によるレイク管理」「データメッシュ × フェデレーテッドガバナンス」、01_基礎.md の「Dataplex / Dataplex Catalog」


自己採点

項目
総問題数 16問
正解数 ____ / 16
正答率 ____ %
目標 80%以上(13問以上)

難易度別チェック

復習メモ(間違えた問題のトピックを書き出す)

80%に届かなかったトピックは 02_学習資料/03_データの保存 に戻って復習し、再挑戦してください。