115年 - 115 高等考試_三級_資訊處理：資料庫應用#141771

科目：公職◆資料庫應用 | 年份：115年 | 選擇題數：0 | 申論題數：14

試卷資訊

所屬科目：公職◆資料庫應用

選擇題 (0)

申論題 (14)

一、隨著資安威脅與法規合規性(如 ISO 27001)要求提升，資料庫稽核
(Database Audit)成為確保數據完整性的關鍵機制。假設現有用於記錄
該稽核數據之關聯式資料庫，其資料表及內容敘述如下：
 稽核政策 (政策編號, 政策名稱, 物件名稱, 物件類型, 稽核動作,
是否啟用, 建立者編號)
政策編號為 PK；物件類型之內容值可為「TABLE」、「VIEW」、
「STORE PROCEDURE」、「FUNCTION」之英文；稽核動作之內容
值可為「SELECT」、「INSERT」、「UPDATE」、「DELETE」等指令。
 稽核日誌 (日誌編號, 政策編號, 操作時間, 操作類型)
日誌編號為 PK；政策編號為 FK，參考「稽核政策」表中的政策編號。
 異常事件 (事件編號, 日誌編號, 嚴重程度, 偵測時間, 事件描述,
是否已結案)
事件編號為 PK；日誌編號為 FK，參考「稽核日誌」資料表的日誌編
號；嚴重程度之內容值可為「高」 、「中」 、「低」 ；是否已結案之內容
值為「Y」或「N」。
 稽核人員 (稽核人員編號, 姓名, 所屬部門)
稽核人員編號為 PK。
 事件處理紀錄 (處理編號, 事件編號, 稽核人員編號, 處理日期)
處理編號為 PK；事件編號為 FK，參考「異常事件」資料表中的事件
編號；稽核人員編號為 FK，參考「稽核人員」資料表的稽核人員編號。
請回答下列問題，其中至請使用 SQL 語法進行作答。
 請 透 過 上 述 關 聯 式 綱 目 畫 出 實 體 關 聯 式 模 型 ( Entity-Relationship
Model, ER Model)。(10 分)
查詢各嚴重程度異常事件的統計資訊，列出嚴重程度、事件總數、已
結案數、未結案數、未結案比例，未結案比例四捨五入計算至小數點
後第 2 位，依事件總數由高至低排序。(5 分)
查詢每位稽核人員於 2026 年的處理績效，列出稽核人員姓名、所屬部
門、處理事件總數、其中高嚴重程度事件數，只列出處理事件總數大
於 5 件的稽核人員，依處理事件總數由高至低排序。 (5 分)
假設現新增一筆稽核政策資料，政策編號為「P2025001」 ，政策名稱為
「 財 務 資 料 表 異 動 稽 核 」， 物 件 名 稱 為 「 Finance 」， 物 件 類 型 為
「TABLE」 ，稽核動作為「DELETE」 ，是否啟用為「Y」 ，建立者編號
為「U001」 。請寫出對應的 SQL 新增語法。 (5 分)
二、某機構資料庫有以下兩張 E 與 C 資料表，並存在其關聯：
 E(SID, CID, Grade)：共 60000 筆資料，每個區塊(Block)存 50 筆資料。
 C(CID, Name, Credit)：共 600 筆資料，每個區塊(Block)存 30 筆資料。
假設該機構系統可用的緩衝區(Buffer)M 共 22 頁，並執行下面 SQL 語
法：
SELECT E.SID, C.Name, E.Grade
FROM E JOIN C ON E.CID = C.CID
目前已知關聯式資料庫中，常見的 Join 演算法有三種，即 Simple Nested
Loop Join (SNLJ)、Block Nested Loop Join (BNLJ)與 Hash Join，其 I/O 成
本分別計算如下：
Join 演算法 I/O 成本公式 說明
SNLJ B(R) + |R| × B(S) 對 R 每一筆 Tuple，掃描整個 S
以 Block 為單位分批載入 R，每批掃描一次 S；M-2
BNLJ B(R) + ⌈B(R)/(M-2)⌉ × B(S)
頁給外層，1 頁給內層，1 頁給輸出
Hash Join 3 × (B(R) + B(S)) 分割階段讀寫各一次，探測階段再讀一次

演算法內符號說明如下：B(R)代表資料表 R 的區塊(Block)數，也就是
以 R 作為 JOIN 運算的驅動表(Driving Table / Outer Table)
；|R|代表資料
表 R 的資料筆數；M 代表可用緩衝區(Buffer)頁數；S 為要計算的資料
表。
請回答下面問題，並計算下列各演算法的 I/O 成本(需列計算過程) ：
使用 SNLJ 法，以資料表 E 為驅動表。(5 分)
使用 BNLJ 法，以資料表 C 為驅動表。(5 分)
使用 Hash Join 法(假設分割後各 Partition 可完整放入記憶體) 。(5 分)
綜合比較上述三種結果，在本題情境下應選擇那種演算法？說明原
因。 (10 分)
三、假設資料庫中有三個資料項(Data Items) ：A、B、C，其三者初始值皆為
100，當有三筆交易 T1、T2 與 T3 同時進入系統，各自交易的預期操作順
序如下所示：
T1：read(A) → write(A) → read(B) → write(B)
T2：read(B) → write(B) → read(C) → write(C)
T3：read(C) → read(A) → write(A)
假設排程器(Scheduler)採用嚴格兩階段鎖定協定(Strict 2PL)
：也就是
「在增長階段(Growing Phase)
，交易可以取得鎖定，但不能釋放任何鎖
定」以及「在收縮階段(Shrinking Phase)
，交易持有的所有互斥鎖 X(X-
lock)必須持續保留，直到交易提交(Commit)或中斷(Abort)後才能一
次釋放」 。所有操作皆遵循著「具備鎖定升級：即若交易已持有共享鎖 S，
在執行 write 前必須升級為互斥鎖 X」。考慮排程器依照時間序列 t1 至 t9
收到下列操作請求：
時間 分配請求與操作 時間 分配請求與操作
t1： T1 請求 read(A) t 6： T1 請求 read(B)
t2： T2 請求 read(B) t 7： T2 請求 read(C)
t3： T3 請求 read(C) t 8： T3 請求 read(A)
t4： T1 請求 write(A) t 9： T1 試圖提交(commit)
t5： T2 請求 write(B)
請回答以下問題：
詳細分析從 t1 至 t9 的執行過程中，各個交易的鎖定狀態變化，並且標
記該時間點交易是否會進入阻塞(Blocked/Waiting)狀態？(書寫時，
若某個資料項要使用 S 鎖請標註 Lock-S(資料項)，若需要 X 鎖則書寫
Lock-X(資料項)。) (10 分)
此排程於 t9 之後的時間，是否有機會形成死結(Deadlock)？若有，
請指出是那些交易互相等待。(10 分)
若排程能順利執行或經由處理後結束，請說明各交易的鎖定點(Lock
Point)分別位於那一個時間點。(5 分)
四、BASE 原則(BASE Properties)與 CAP 定理(CAP Theorem)常見於在
分散式系統(Distributed Systems)與分散式資料庫的架構設計中，請回
答以下問題：
解釋 BASE 原則。 (10 分)
解釋 CAP 定理。(10 分)
在分散式資料庫中，CAP 是一項限制，為何一個分散式資料庫不可能
同時滿足 CAP？(5 分)