資訊處理 107 年資料庫應用考古題

目前人工智慧廣泛應用於如製造業、醫療、食衣住行及賦稅等領域， 其中需要很大量資料來當作訓練及測試資料，以訓練出好的學習模型 （Learning Model），如你／妳被委以建立資料庫來儲存這些大量資料 的工作，請寫出資料庫設計的階段（Phases of Database Design），並說 明之。（12 分） 如果資料庫設計階段決定採用關聯式資料庫模型（Relational Database Model），請寫出四項‟好”的關聯式資料庫設計的關聯式綱要（Relation Schemas）設計原則（Principles or Guidelines）。（8 分）

檔案系統之後發展資料庫管理系統，請說明資料庫管理系統出現的主要緣由與主要 議題。（10 分）古典資料庫管理系統之後發展出NoSQL 資料庫系統，請說明NoSQL 資料庫系統出現的主要緣由與主要議題。（10 分）

請為如下的醫療院所設計符合BCNF 且考量OO 的EER data model，model 中請註明 合適的primary/foreign/candidate keys，資料表間的關聯亦請適當地說明彼此間的 maximum/minimum cardinality。註：不需要用到的資料不必列入。（30 分） • 假設一位醫師或護理人員只會屬於一個科別，但可以支援其它科別的門診 • 假設某一診間同一看診時段，只會安排一位醫師跟護理人員 • 醫師跟護理人員同屬於醫療單位的工作人員，除了工作人員的基本資料外，醫師 會記錄「主治項目」、「學歷」、「經歷」、「現職」，護理人員會記錄「專長」 • 系統可依科系（如「內科系」）、科別（如「消化內科」）查詢科別的醫療項目 • 系統可依醫師查詢醫師的主治項目、學歷、經歷、現職、性別、門診時刻表（包 括：日期、時段、醫師姓名、診間代號及掛號現況） • 系統可依科系、科別查詢門診時刻表 • 系統可依病患查詢該病患的預約掛號資料，包括：病患身分代號/病歷號碼/病患、 科系、科別、醫師代號/姓名、日期、時段、掛號號碼 • 系統可列印各日期時段的診間掛號資料，包括：科系、科別、日期、時段、醫師 代號/姓名、護理人員代號/姓名、病患身分代號/姓名/性別/年齡（可藉由出生年月 日計算）

給予如下與實體關係（Entity-Relationship, ER）圖，其中‟works-for” 關係型態（Relationship Types）描述一個部門有許多員工，但一個員工 只能屬於某一部門，一個部門可位於多個地方；‟works-on”關係型態 （Relationship Types）描述一個員工可以參與多個計畫，一個計畫也可 以由多個員工參與，並記錄每一員工參與每一計畫的時間；請將之轉換 成關聯式資料庫綱要（Relational Database Schemas）。  （7 分）  （7 分） 在ER 概念模型有參與限制（Participation Constraints），請問選擇性 （Optional）與必須（Mandatory）限制，在關聯式資料庫模型如何表 示上述限制。（6 分）

關聯式資料庫在新增（insert）和刪除（delete）時，為了維持關聯式資料庫狀態的一 致性（integrity），各需先做那些檢查？若不合有幾種處理的方法？（20 分）

假設現有如下推拿就醫資訊的關連式資料庫，請使用SQL 回答相關的子問題。 Naprapathist(nID, name, speciality) Patient(pID, name, gender, birthday) MedicalItem(mID, subject, description, charge) MedicalRecord(mID, nID, pID, dateTime, extraCharge, totalCharge) FKs: mID ref. MedicalItem(mID), nID ref. Naprapathist(nID), pID ref. Patient(pID) 其中nID, mID, pID 是由1000 開始每次增加1 的自動編號整數，所有資料欄位不允空 白，totalCharge 是由MedicalRecord 的charge 跟extraCharge 加總而來。 定義資料表MedicalRecord（定義中應適當表示primary and foreign key）（10 分） 請依推拿師代號（nID）為分群依據，找出日期為"2018-06-06"，且該日期相對應 推拿師所經手的醫療次數大於零時，個別推拿師在該日期所經手的相關醫療總收 費金額及醫療次數（結果資料表應包含推拿師的名字、別名為"收費總金額"的醫療 總收費金額、及別名為"醫療次數"的醫療次數，結果並依醫療次數作降冪排列顯 示）。（10 分） 107年公務人員高等考試三級考試試題 全一張 （背面） 類 科： 資訊處理 科 目： 資料庫應用

給予如下兩個關聯綱要（Relation Schemas）及其內容，EMPLOYEE 關 聯記錄員工編號、薪水及所在部門，DEPARTMENT 關聯記錄部門編號 及名稱，其中EMPLOYEE 的外來鍵（Foreign Key）‟dno”參考到 DEPARTMENT 的主鍵（Primary Key）‟dnum”，執行下列⑴與⑵的SQL 查詢後的結果分別為何？其意義分別為何？（20 分） EMPLOYEE ssn salary dno 1 30000 5 2 40000 5 3 38000 5

假設有一關聯R（A,B,C,D,E），其主鍵（primary key）係由A 與B 兩屬性（attributes） 所組成，並已知關聯R 的C 與E 兩屬性間具有如後的功能相依：C→E（C 屬性可以 決定 E 屬性）。試問：若關聯R 未進行正規化之處理，則關聯R 在資料庫的使用上 會有怎樣的問題存在？舉出資料實例加以說明。（20 分）請用關聯式資料庫正規型 式處理這個問題。（10 分）請檢驗此更新過的綱要能否符合BCNF（Boyce-Codd Normal Form）並陳述理由。（10 分）

請將如下的投票物件陣列Key-Value 資料，以符合BCNF 的RDB 資料表來表示。（15 分） 假設：一個ID 只能投一票 [{’CandidateID’: ’C01’, ’CandidateName’: ’Mary Wang’, ’Introduction’: ’Rock’, ’Birthday’: ’2000/01/01’, ’Score’: ’2’, ’VoteID’:[ {’ID’: ’A11’, ’Name’: ’A1’}, {’ID’: ’B11’, ’Name’: ’BB’} ] }, {’CandidateID’: ’C02’, ’CandidateName’: ’Jack Lee’, ’Introduction’: ’Blues’, ’Birthday’: ’1999/12/31’, ’Score’: ’2’, ’VoteID’:[ {’ID’: ’A22’, ’Name’: ’A2’}, {’ID’: ’B22’, ’Name’: ’BB’} ] }, {’CandidateID’: ’C03’, ’CandidateName’: ’Lily Su’, ’Introduction’: ’Lyric’, ’Birthday’: ’2001/06/01’, ’Score’: ’3’, ’VoteID’:[ {’ID’: ’A33’, ’Name’: ’A3’}, {’ID’: ’B33’, ’Name’: ’BB’}, {’ID’: ’C33’, ’Name’: ’C3’} ] } ]

25000

區塊鏈（blockchain）是新興的資料庫態樣，請說明其主要特性。（10 分）請分析提 出如何將區塊鏈應用於改善鐵路售票系統。（10 分）

假設現有如圖三個transactions 同步存取資料A, B, C，請使用conflict equivalent 說明 圖中同步執行的非序列排程（non-serial schedule ），是否具有排程循序性 （serializability）；如果具備排程循序性，執行結果可以等同於三個Transactions 的那 種序列排程；如果不具排程循序性，衝突的cycle 為何？（15 分）

5 25000 4

以跨國電商年度銷售資料（國別、日期、銷售金額…）為例，圖解說明Map-Reduce 的運算架構，並說明Map, Shuffle, 跟Reduce 是如何分工而得到年度區域（如亞洲、 歐洲、非洲、美洲、大洋洲）的總銷售金額？（20 分）

43000 4

25000 4

55000 1 9 45000 1 10 30000 1 11 50000 2 12 25000 2 13 30000 3 DEPARTMENT dnum dname 1 R&D 2 Administration 3 Accounting 4 Finances 5 Personnel ⑴SELECT dno, COUNT(*) FROM DEPARTMENT, EMPLOYEE WHERE dnum = dno AND salary > 25000 GROUP BY dno HAVING COUNT(*) > 2 ⑵SELECT dno, COUNT(*) FROM DEPARTMENT, EMPLOYEE WHERE dnum = dno AND salary > 25000 AND dno IN (SELECT dno FROM EMPLOYEE GROUP BY dno HAVING COUNT(*) > 2) GROUP BY dno 四、給予一關聯綱要R(A, B, C, D, E, F)及一組功能依附性（Functional Dependencies）F = {{A}→{B, C, D, E, F}, {B, C}→{A, D, E, F}, {B}→{F}, {D}→{E}}，請將R 分別分割（Decompose）成2NF 及3NF 的關聯綱要。 （20 分） 五、分散式資料庫系統的優點是擁有透明度（Transparency），請寫出三種 分散式資料庫的透明度並說明之。（8 分） 為確保資料庫交易（Transactions）能正確被執行，資料庫管理系統 （DBMS）的並行控制（Concurrency Control）與回復方式（Recovery Methods）應具備那四項特性（Properties）？請說明之。（12 分）