112 一般警察特考三等 警察資訊管理人員 資料庫應用 考古題詳解

核心觀念

本題考查：

1. ER Model 轉換為關聯資料表。
2. 實體、屬性、關係及多元關係的表示方式。
3. Primary Key、Foreign Key、NOT NULL 與參考完整性限制。
4. 使用 JOIN、條件聚合及 GROUP BY 撰寫查詢。

圖中包含四個實體：

• 教師：教師編號、教師姓名
• 課程：課程編號、課程名稱
• 研究室：研究室編號、地點
• 學生：學號、學生姓名

以及兩個關係：

• 教授：教師、課程、研究室之間的關係
• 修課：課程、學生之間的關係，且具有成績屬性

解題方法

實體轉為獨立資料表；具有屬性的關係也轉為資料表。 「教授」同時連接教師、課程及研究室，因此須以三個外鍵描述該三元關係。「修課」連接課程與學生，並帶有成績屬性，因此也須建立關係資料表。

（一）關聯資料表設計

1. 教師資料表 TEACHER

主要鍵：

2. 課程資料表 COURSE

主要鍵：

3. 研究室資料表 LAB

主要鍵：

4. 學生資料表 STUDENT

主要鍵：

5. 教授關係資料表 TEACH

「教授」是教師、課程及研究室之間的三元關係。

主要鍵可設為三者的組合：

因此關係表示為：

6. 修課關係資料表 TAKE

「修課」關係具有成績屬性。

主要鍵為課程與學生的組合：

因此關係表示為：

（二）應設定為 NOT NULL 的屬性及理由

除了各資料表的 Primary Key 必須是 NOT NULL 外，以下外鍵也應設定為 NOT NULL：

TEACH 資料表

• TeacherNo
• CourseNo
• LabNo

理由是每一筆「教授」關係必須同時對應到一位教師、一門課程及一間研究室，不能出現缺少任一參與實體的教授紀錄。

TAKE 資料表

• CourseNo
• StudentNo

理由是每一筆「修課」紀錄必須同時指出哪一門課程及哪一位學生，否則無法表示實際的修課關係。

TAKE.Grade

成績若代表該修課紀錄的正式成績，亦應設定為 NOT NULL，因為缺少成績便無法判斷學生是否達到 60 分。不過若系統允許「已選課但尚未評分」，則 Grade 可暫時允許 NULL。

核心觀念

本題考查功能相依、候選鍵判定，以及第二正規化（2NF）與第三正規化（3NF）的分解。

• 屬性閉包：屬性集合 $X$ 的閉包 $X^+$，是由 $X$ 出發，反覆套用功能相依後可推得的全部屬性。
• 候選鍵：能決定關係中全部屬性的最小屬性集合。候選鍵若有多個，選定其中一個作為 primary key。
• 部分功能相依：非主屬性只依賴複合候選鍵的一部分，違反 2NF。
• 遞移功能相依：非主屬性經由另一個非主屬性依賴候選鍵，違反 3NF。
• 主屬性：至少屬於一個候選鍵的屬性；不屬於任何候選鍵的屬性為非主屬性。

解題方法與推導

（一）決定 primary key

已知功能相依：

先觀察右側屬性集合為 $\{F,E,H,I,D\}$。$A,B,C$ 都沒有出現在任何功能相依的右側，因此它們無法由其他屬性推得，必須包含在任何候選鍵中。

計算 $ABC$ 的閉包：

1. 由 $AB\to F$，得 $F$。
2. 由 $A\to E$，得 $E$。
3. 由 $B\to H$，得 $H$。
4. 由 $BC\to I$，得 $I$。
5. 由 $C\to D$，得 $D$。

因此：

$ABC$ 能決定全部屬性；且 $A,B,C$ 都必須出現在鍵中，故 $ABC$ 是最小超鍵，也就是唯一候選鍵。因此，最適合的 primary key 為 $ABC$。

（二）分解為 2NF 與 3NF

候選鍵是複合鍵 $ABC$。先判斷非主屬性：只有 $A,B,C$ 屬於候選鍵，其餘 $D,E,F,H,I$ 均為非主屬性。

先分解至 2NF

檢查非主屬性是否只依賴候選鍵的一部分：

• $A\to E$：$E$ 只依賴鍵的一部分 $A$。
• $B\to H$：$H$ 只依賴鍵的一部分 $B$。
• $C\to D$：$D$ 只依賴鍵的一部分 $C$。
• $AB\to F$：$F$ 依賴 $ABC$ 的真子集 $AB$。
• $BC\to I$：$I$ 依賴 $ABC$ 的真子集 $BC$。

核心觀念

本題比較兩種檔案組織方式：

• 雜湊檔（hash file）：以雜湊函數將資料鍵值轉換成儲存位址，直接定位資料。
• 循序檔（sequential file）：依搜尋鍵值排序後，將資料依序儲存；常見作法是按鍵值遞增排列。

比較時要注意，「循序檔」是依鍵值維持次序的檔案組織，不等同於雜湊法中可能採用的溢位區或鏈結串列。

解題方法

逐項從資料如何定位、如何排列及如何配置儲存空間比較：