資訊處理 114 年高等資料庫設計考古題

假設我們要為某政府機關設計一個資料庫系統，以管理該機關發包的各 項工程與相關資訊，經分析後得到下列需求： 每項工程案需要記錄其工程編號、工程名稱、發包日期與施作地點， 而且工程編號不可重複，以用來辨識不同的工程案。 每個廠商皆須登記其統一編號、公司名稱、聯絡人姓名與電話。 一個工程案只能由一位廠商承包，但一位廠商可以承包多個工程案。 每個工程案只會由機關內的一位員工負責，但一位員工可以負責多 件工程案。每位員工需記錄其員工編號、員工姓名、職稱與部門名稱， 且每位員工的編號皆不同。 有些工程在執行過程中可能會進行多次查核，每次查核需記錄查核 日期與查核結果，且查核紀錄的唯一識別方式是「工程編號」和「查 核日期」的組合。 請根據上述所有需求畫出一個實體關係圖（Entity-Relationship Diagram, ER Diagram），注意圖中必須標明實體集合（Entity Set）、關係集合 （Relationship Set）、屬性（Attribute）、主鍵（Primary Key）和對應數量 限制（Mapping Cardinality）等。另外，請特別使用弱實體集合（Weak Entity Set）來表示查核資料，並詳述弱實體和一般實體的不同之處為何， 以及你的表示法傳遞了什麼特別的資料限制或意義。（25 分）

假設在某關聯式資料庫中定義了一個BOOK 表格，其中包含三個字串型 態的屬性，分別為ISBN、Title、Author。若資料庫管理者為該表格的 Author 屬性建立了一個索引（Index），且該索引是依照B+-tree 的結構所 建立。首先請列舉數筆範例資料，然後描繪出對應的索引結構。接著， 請說明此索引有助於提升下述那個查詢句的查詢效率，並詳述你的理由： （25 分） 查詢句一：select Author from BOOK where Title = ‘相對論’; 查詢句二：select Title from BOOK where Author = ‘Einstein’;

假設資料庫系統中定義了下列兩個表格，其中屬性Bid 代表書籍編號， 屬性Uid 代表使用者編號，且表格中的所有屬性皆為字串（varchar）型態： BOOK（Bid, Title, Author） BORROWER（Uid, Bid, Date） 另外觀察到本系統的使用者經常需要執行下述SQL 查詢句： select Uid, Title from BOOK, BORROWER where BOOK.Bid = BORROWER.Bid; 假設系統中原本並沒有定義任何索引，而我們希望利用樹狀結構的索引 （如B+-tree 或B-tree）來提升上述SQL 的查詢處理效率。首先，請以 SQL 標準語法為上述的一個或兩個表格的特定屬性定義索引，並詳述你 選擇為那些屬性定義索引的理由。其次，請自行設計合適的資料範例， 針對你所定義的一個或數個索引具體畫出對應的樹狀結構，並以該實例 說明你所設計的索引結構如何提升上述SQL 句的查詢效率。（25 分）

關聯式資料庫雖然被廣為使用，但是不同類型的資料庫也日漸受到重 視，其中包含文件資料庫（Document Database）和圖形資料庫（Graph Database）。請針對此兩種類型，分別提供一個代表性的系統軟體，並詳 述該軟體處理的資料型態為何，以及舉例說明合適的應用場景。（25 分）