資訊處理 101 年資料庫應用考古題

請說明為何需要使用資料庫（Database）來儲存及管理資料？請至少舉出4 項好 處。（8 分） 請說明何謂資料庫管理者（Database Administrator, DBA）？（3 分）請至少舉出 4 項DBA 所需扮演的功能。（4 分）

某公司的關聯式資料庫（Relational Database）包含員工與部門兩個表格（Table）， 其綱要（Schema）如下所示： EMP (EID, DID, Salary, Spouse) // 員工（員工編號、部門編號、月薪、配偶姓名） DEPT (DID, Name, MID) // 部門（部門編號、部門名稱、部門主管編號） 劃底線的屬性（Attribute）為該表格之主鍵（Primary Key）。員工表格有一個外來 鍵（Foreign Key）「部門編號」，參照部門表格的主鍵。部門表格有一個外來鍵 「部門主管編號」，參照「員工」表格的主鍵。 針對下列兩個查詢問題，請各寫出一個SQL敘述（Statement）來進行查詢。 列出部門主管為單身的每一個部門的部門編號與部門名稱。（10 分） 列出員工平均月薪大於50,000 的每一個部門的部門編號。（10 分）

解釋下列各名詞：（每小題4 分，共20 分） Metadata Roll forward Boyce-Codd normal form（BCNF） ID dependent entity Three tier architecture database system

某一工廠的關聯資料庫（Relational Database）有三個表格（Table）如下： 員工Table E（E_num, E_name, E_birth, E_addr） （欄位依序代表員工編號、員工姓名、員工生日、員工住址，其中E_num 為 Primary Key） 生產線Table D（D_num, D_name, De_num, Dp_num, Dp_sum） （欄位依序代表生產線代號、生產線名稱、員工編號、產品代號、產出量，其 中{D_num, De_num, Dp_num}為Primary Key） 產品Table P（P_num, P_name, P_sum） （欄位依序代表產品代號、產品名稱、產出總量，其中P_num 為Primary Key） 假設每個員工都有可能支援任何生產線之工作，且每條生產線都有能力製造出所有 的產品： 請說明何謂foreign key？有何功能？以上述之資料庫，為求維持資料的一致性，應 該建置那些foreign keys？（9 分） 假設想從上述資料庫中，找出員工（姓名為John）所有參與製造之產品代號及產 品名稱，請寫出Relational Algebra 表示式。（8 分） 假設想從上述資料庫中，找出那些員工編號及其姓名，他們曾參與Table P 中所 有產品的製造，請寫出Relational Algebra 表示式。（8 分） 【Relational Operations: Restrict（σ）, Project（π）, Union（U）, Intersection（Λ）, Difference（­）, Natural Join（∞）, Divide（）, Cartesian Product（×）】 time tc1 tc2 tf transactions checkpoint checkpoint system failure T1 T2 T3 T4 T5 T6

T (A, B, C)是一個關聯式資料庫表格的綱要，其中T為表格名稱，A、B、C為表格的 三個屬性，A為表格的主鍵，同時也是該表格唯一的候選鍵（Candidate Key）。另 外，該表格有兩個功能相依（Functional Dependency）：A → B與B → C。 請問表格T 滿足第幾正規型式（Normal Form）？請說明理由。（10 分） 請將表格T 做正規化（Normalization）至適當的正規型式。（10 分）

請說明當資料表資料異動時，為了維護關聯式資料庫的referential integrity（RI）， 通常會採用那些處理方式？（12 分）

假設在一資料庫系統中有6 筆transactions 其執行狀態如下圖，其中tc1 與tc2 表示 checkpoint 的時間，tf 表示發生system failure 的時間。為了達成資料庫系統的 recovery，請說明要用何種機制？並請詳細說明此機制在每一checkpoint 時的訊息 紀錄，以及說明每一筆transaction 在發生system failure（tf）後，該進行何種動作？ （25 分） 101年公務人員特種考試關務人員考試、101年公務人員特種考試 移民行政人員考試及101年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10540 類（科）別： 資訊處理 全一張 （背面）

父型態/子型態關係（Supertype/Subtype Relationship）為擴充實體關係模式（Enhanced Entity-Relationship Model）中的重要觀念，它有兩種限制（Constraint），分別為完 全參與限制（Completeness Constraint）與重複限制（Disjoint Constraint）。 請定義「完全參與限制」。（10 分） 請定義「重複限制」。（10 分）

請說明何謂deadlock？並請舉一例說明，資料庫操作中，它是怎麼發生的？（12 分）

假設一Relational Database Schema R（E#, Addr, Postcode）（欄位依序代表人員 編號、居住地址、郵遞區號，其中E#為Primary Key），且其Functional Dependency 有： E# -> Addr, E# -> Postcode, Addr -> Postcode R 符合第（t）Normal Form，而不符合第（t+1）Normal Form，請問t 值為何？ 為什麼？（t 為自然數）（8 分） 請問如何處理R，使它符合第（t+1）Normal Form？（12 分）

關於資料庫的並行控制（Concurrency Control）： 請說明資料庫管理系統為什麼需要做「並行控制」。（10 分） 請定義「兩階段鎖定協定」（Two-Phase Locking Protocol）。（10 分）

假設現有如下有關單車出租管理的需求： ‧可以查詢單車資料，包括廠牌、編號、出廠日期、購入日期、購入金額、尺寸、 種類（如可否變速、淑女車、兒童車、雙人座…）。 ‧可以查詢單車出借的清單，清單中包括租車人姓名、聯絡電話、單車、出租日期、 出租期間（開始及結束的時間）、租金總額。 ‧可以查詢租車人租車清單，包括租車人姓名（需考慮同姓同名的辨識方式）、 租車日期及期間（需考慮同一人可能於同一天租同一部單車一次以上）。 請為如上的需求繪製相關、最精簡、最佳的Extended Entity-Relationship model （EE-R model)，模式中亦需將primary key（主鍵）、foreign key（外來鍵）、 資料表關聯的maximum cardinality（最大基數比關係）標示清楚。（18 分） 請使用SQL 回應如下的查詢：（～各6 分，共18 分） 列出2012 年六月份不同單車類型的租金總收入。 列出單車編號G000000001 的購入日期、購入金額及至2012/07/15 止的租金總 收入。 列出租車記錄超過1 次的客戶姓名及聯絡電話。 101年公務人員高等考試三級考試試題 類 科： 資訊處理 全一張 （背面）

請說明何謂Knowledge Discovery in Databases（KDD）？（5 分）並請詳細說明在 進行KDD 的過程中，會依序經歷那些階段？（10 分）

資料倉儲的維度模式（Dimension Model）的展現方式包括星狀綱要（Star Schema） 與雪花狀綱要（Snowflake Schema）： 請說明「星狀綱要」的架構。（10 分） 請說明「雪花狀綱要」和「星狀綱要」在架構上的主要差異。（10 分）

請將如下的課程綱要XML 資料內容轉換為關聯式資料庫，資料庫中需包含資料庫 名稱、資料表間的關聯（含maximum cardinality，必要時可以加入foreign key 或 internal key 為關聯的處理）、資料表（以二維表格表示，第一橫行註明欄位名稱， 其它橫行為資料表的資料內容，主鍵欄位請於欄位名加上底線表示）名稱、欄位名 稱及資料值內容。（20 分） <SyllabusList> <Syllabus code="A0001"> <year>2012</year> <semester>Spring</semester> <field>Information</field> <course>DB system</course> <instructor>Mary Hwang</instructor> <schedule> <week>1 </week> <topic>Introduction </topic> </schedule> <schedule> <week>2~5 </week> <topic>Data model </topic> </schedule> <schedule> <week>6~8 </week> <topic>Relational DB </topic> </schedule> </Syllabus> <Syllabus code="A0002"> <year>2012</year> <semester>Fall</semester> <field>General course</field> <course>English</course> <instructor>Jacky Liu</instructor> <schedule> <week>1~6 </week> <topic>Reading </topic> </schedule> <schedule> <week>7~12 </week> <topic>Writing </topic> </schedule> </Syllabus> </SyllabusList>