110 地方特考三等 統計 資料處理 考古題詳解
第 一 題30 分
在 Microsoft Access 中,建有「老師資料表」與「課程資料表」,兩個表格皆有四個欄位,內容如下:
老師資料表:
| 老師 ID | 姓名 | 電話 | 地址 |
|---|---|---|---|
| 1 | 劉丹 | 897 | 臺中市 |
| 2 | 張三 | 123 | 高雄市 |
| 3 | 高樂 | 756 | 桃園市 |
| 5 | 王武 | 456 | 臺南市 |
課程資料表:
| 課程 ID | 課程名稱 | 老師 ID | 上課教室 |
|---|---|---|---|
| 1 | 國文 | 1 | 文學大樓 |
| 3 | 數學 | 1 | 理學大樓 |
| 4 | 物理 | 4 | 理學大樓 |
| 6 | 電子學 | 3 | 科技大樓 |
請寫出下列 SQL 查詢指令的輸出結果:
(一)(5 分)
SELECT 課程資料表.課程 ID, 課程資料表.課程名稱, 老師資料表.姓名, 課程資料表.上課教室, 老師資料表.電話, 老師資料表.地址
FROM 老師資料表 INNER JOIN 課程資料表 ON 老師資料表.老師 ID = 課程資料表.老師 ID
ORDER BY 課程資料表.課程 ID
(二)(7 分)
SELECT 課程資料表.課程 ID, 課程資料表.課程名稱, 老師資料表.姓名, 課程資料表.上課教室, 老師資料表.電話, 老師資料表.地址
FROM 老師資料表 RIGHT JOIN 課程資料表 ON 老師資料表.老師 ID = 課程資料表.老師 ID
ORDER BY 課程資料表.課程 ID
(三)(8 分)
SELECT 課程資料表.課程 ID, 課程資料表.課程名稱, 老師資料表.姓名, 課程資料表.上課教室, 老師資料表.電話, 老師資料表.地址
FROM 老師資料表 LEFT JOIN 課程資料表 ON 老師資料表.老師 ID = 課程資料表.老師 ID
ORDER BY 課程資料表.課程 ID
(四)(10 分)
SELECT 課程資料表.課程名稱, 課程資料表.上課教室 FROM 課程資料表
UNION
SELECT 老師資料表.姓名, 老師資料表.地址 FROM 老師資料表
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核心觀念
本題考查 Microsoft Access SQL 的:
INNER JOIN:只保留兩表中符合連接條件的資料。LEFT JOIN:保留左表全部資料,右表無對應資料時顯示Null。RIGHT JOIN:保留右表全部資料,左表無對應資料時顯示Null。ORDER BY:依指定欄位排序;Access 中升冪排序時,Null通常排在非Null值之前。UNION:合併兩個查詢結果,且會自動刪除完全相同的重複列。
連接條件為:
其中課程資料表的老師 ID 為 ,但老師資料表沒有老師 ID 為 的資料,因此該筆資料在 INNER JOIN 中會被排除;在保留課程資料表的 RIGHT JOIN 中則會保留。
解題方法
先建立老師 ID 的對應關係:
| 課程 ID | 課程名稱 | 老師 ID | 對應老師 |
|---|---|---|---|
| 1 | 國文 | 1 | 劉丹 |
| 3 | 數學 | 1 | 劉丹 |
| 4 | 物理 | 4 | 無對應老師 |
| 6 | 電子學 | 3 | 高樂 |
老師資料表中的老師 ID 為 。因此:
- 老師 ID 有兩門課程。
- 老師 ID 有一門課程。
- 老師 ID 沒有課程。
- 課程 ID 找不到對應老師。
(一)INNER JOIN
判斷方式
INNER JOIN 只保留兩表中老師 ID 能夠互相配對的資料。
因此:
- 課程 ID :老師 ID ,配對成功。
- 課程 ID :老師 ID ,配對成功。
- 課程 ID :老師 ID ,配對失敗,排除。
- 課程 ID :老師 ID ,配對成功。
依課程 ID 升冪排序後,輸出如下:
| 課程 ID | 課程名稱 | 姓名 | 上課教室 | 電話 | 地址 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 國文 | 劉丹 | 文學大樓 | 897 | 臺中市 |
| 3 | 數學 | 劉丹 | 理學大樓 | 897 | 臺中市 |
| 6 | 電子學 | 高樂 | 科技大樓 | 756 | 桃園市 |
(二)RIGHT JOIN
判斷方式
語法為:
FROM 老師資料表 RIGHT JOIN 課程資料表
RIGHT JOIN 保留右表,也就是「課程資料表」的全部資料。
課程 ID 雖然找不到老師 ID ,但課程資料仍須保留,此時老師資料表的欄位顯示 Null。
依課程 ID 升冪排序後,輸出如下:
| 課程 ID | 課程名稱 | 姓名 | 上課教室 | 電話 | 地址 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 國文 | 劉丹 | 文學大樓 | 897 | 臺中市 |
| 3 | 數學 | 劉丹 | 理學大樓 | 897 | 臺中市 |
| 4 | 物理 | Null | 理學大樓 | Null | Null |
| 6 | 電子學 | 高樂 | 科技大樓 | 756 | 桃園市 |
(三)LEFT JOIN
判斷方式
語法為:
FROM 老師資料表 LEFT JOIN 課程資料表
第 二 題20 分
NAS 網路儲存裝置是一種家中或辦公室常用的網路儲存裝置,其通常由數顆硬碟組成 RAID 磁碟陣列來作為儲存空間。常用的 RAID 模式包含 RAID0、RAID1、RAID5、RAID6 與 RAID10。如果我們現在使用 6 顆實體硬碟來組成磁碟陣列,請回答以下問題:
(一) 請問上述 RAID 模式,可以允許同時兩顆硬碟出錯,而還能正確還原資料的模式有那幾種?(4 分)
(二) 我們定義磁碟陣列的磁碟利用率為其實際可以儲存資料的大小除以全部硬碟的空間。請問上述 RAID 模式中,磁碟利用率大於(不含) 的有那幾種?(6 分)
(三) 上述 RAID 模式中,資料讀取效能最差的是那一種模式?寫入效能最好的是那一種模式?(10 分)
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核心觀念
本題考查各種 RAID(Redundant Array of Independent Disks,獨立磁碟冗餘陣列)的:
- 容錯能力:可同時故障幾顆硬碟仍能還原資料。
- 磁碟利用率:實際可儲存資料容量占全部硬碟容量的比例。
- 讀取與寫入效能:是否具有資料分割、鏡像或同位元檢查碼計算。
以下假設 6 顆硬碟容量相同,且 RAID10 採 3 組鏡像後再進行資料分割。
(一)可同時兩顆硬碟故障並還原資料的模式
RAID0
RAID0 將資料分割後,分散儲存在各硬碟中,不具備任何備援資料。
只要有一顆硬碟故障,該硬碟上的資料即遺失,整個磁碟陣列通常無法完整還原。因此不能容許兩顆硬碟同時故障。
RAID1
RAID1 採用鏡像(Mirroring),每份資料至少保留一份完全相同的副本。
若 6 顆硬碟皆作鏡像配置,任兩顆硬碟故障時,仍有其他鏡像副本可供使用,因此可以還原資料。
RAID5
RAID5 使用分散式同位元檢查碼,每一組資料配置相當於 1 顆硬碟的備援容量。
因此 RAID5 最多只能容許 1 顆硬碟故障。若同時故障 2 顆,剩餘的資料與同位元檢查碼不足以完整還原資料。
RAID6
RAID6 使用兩組獨立的分散式同位元檢查碼,備援容量相當於 2 顆硬碟。
因此即使同時有 2 顆硬碟故障,仍可利用兩組同位元檢查碼重建資料。
RAID10
RAID10 是 RAID1 與 RAID0 的組合,先作鏡像,再進行資料分割。
若故障的兩顆硬碟分屬不同鏡像組,資料仍可由各組的另一顆硬碟取得;但若同一鏡像組的兩顆硬碟同時故障,該組資料即無備份,可能導致整個陣列無法還原。
因此,RAID10 可以容許兩顆硬碟故障,但必須分屬不同鏡像組;它不能保證任意兩顆硬碟故障都能存取全部資料。
(二)磁碟利用率大於 的模式
磁碟利用率定義為:
RAID0
RAID0 沒有備援容量,6 顆硬碟的空間全部用於儲存資料:
因為 ,所以符合。
RAID1
RAID1 將資料完整複製一份,資料容量約為全部硬碟容量的一半:
題目要求「大於(不含)」,因此 RAID1 不符合。
RAID5
RAID5 的備援容量相當於 1 顆硬碟,故可用資料容量為 顆硬碟:
第 三 題25 分
WiFi 是很重要的無線通訊技術,請回答以下問題:
(一) 請問何謂 SSID?(7 分)其是唯一的嗎?(3 分)
(二) 請寫出三種主流的無線加密方式,並說明之。(15 分)
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核心觀念
本題考查 IEEE 802.11 無線區域網路中的兩個基本概念:
- SSID 的功能與唯一性
- WiFi 無線網路的加密與身分驗證方式
SSID 是用來識別無線網路名稱的識別碼;無線加密方式則是保護無線傳輸資料,避免遭竊聽、竄改或未授權連線。
(一)SSID 的意義及唯一性
1. SSID 的定義
SSID 是 Service Set Identifier 的縮寫,中文通常稱為「服務集識別碼」。
SSID 是無線區域網路所使用的識別名稱,用來讓使用者在可搜尋的無線網路清單中辨識不同的 WiFi 網路。例如:
NTU-WiFiHome_5GOffice-WLAN
無線基地臺(Access Point, AP)會透過 Beacon Frame 定期廣播 SSID,使附近的無線裝置能夠搜尋並顯示該網路名稱。使用者選取 SSID 後,再依設定進行身分驗證與連線。
依 IEEE 802.11 的一般規格,SSID 最長可達 32 個八位元組(octets)。SSID 可由英文字母、數字、符號或中文等字元組成,但實際可使用的字元仍須視設備與編碼方式而定。
2. SSID 是否唯一
SSID 不是全球唯一的識別碼。
不同地點、不同使用者或不同組織,可以設定相同的 SSID。例如,許多公共場所都可能使用 Free WiFi 或 TP-Link 作為網路名稱。因此,僅憑 SSID 無法確認無線基地臺的唯一身分,也無法據此判斷網路是否可信。
在同一個無線區域網路中,多個 AP 也可以設定相同的 SSID,搭配不同的 BSSID,形成延伸服務集(Extended Service Set, ESS),讓使用者在不同 AP 間移動時維持網路連線。
必須區分:
- SSID:供使用者辨識的無線網路名稱,可重複。
- BSSID:通常對應無線基地臺的 MAC 位址,用來識別特定的基本服務集(Basic Service Set, BSS),在同一網路環境中具有較明確的設備識別作用。
此外,SSID 隱藏只是不廣播網路名稱,並不代表網路真正安全,也不會使 SSID 變成唯一識別碼。
(二)三種主流無線加密方式
本題可依無線安全技術的發展,列出:
- WEP
- WPA
- WPA2
三者的安全性大致呈現:
其中 WEP 已被破解,不適合現代網路使用;WPA 是過渡性改良技術;WPA2 則是長期廣泛使用的主流標準。
1. WEP
WEP 是 Wired Equivalent Privacy 的縮寫,中文稱為「有線等效隱私」。
WEP 的設計目標,是讓無線網路具備類似有線網路的資料保密能力。其主要特點如下:
- 使用 RC4 串流加密法。
- 以共用金鑰進行加密。
- 早期常見 64 位元或 128 位元金鑰設定。
- 封包中使用較短的 Initialization Vector(IV)。
WEP 的主要缺點是 IV 長度不足,且金鑰管理及封包加密設計存在重大弱點。攻擊者只要蒐集足夠的無線封包,即可利用統計分析推導出 WEP 金鑰,因此 WEP 已不具備可靠的安全性。
判斷重點:
WEP 雖然屬於無線加密方式,但在現代資訊安全標準下已屬不安全技術,不應用於正式環境。
2. WPA
WPA 是 Wi-Fi Protected Access 的縮寫,中文稱為「WiFi 保護存取」。
WPA 是為了解決 WEP 安全性不足而提出的過渡性安全標準,主要改進包括:
- 使用 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)。
- 具備動態金鑰更新機制。
- 每個封包可使用不同的暫時金鑰。
- 增加訊息完整性檢查,以降低封包遭竄改的風險。
WPA 常見兩種使用模式:
- WPA-Personal:使用預先共享金鑰(Pre-Shared Key, PSK),適合家庭或小型網路。
第 四 題25 分
請使用 C 語言完成以下程式:
(一) 寫一個函式 int mymax(int n, int** array) 來計算正整數方陣中所有元素的最大值,其中輸入參數 array 為大小 的二維正整數方陣,回傳值為該方陣中的元素最大值。(10 分)
(二) 使用上述函數,寫一個程式來計算正整數矩陣
的最大值,陣列變數 在宣告時需使用動態記憶體方式配置。(15 分)
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核心觀念
本題考查 C 語言的:
- 函式宣告與參數傳遞。
- 二維陣列的指標表示法。
int**與動態記憶體配置。- 使用迴圈逐一比較矩陣元素,找出最大值。
malloc配置記憶體,以及free釋放記憶體。
函式原型為:
其中:
n:方陣的階數。array:指向二維整數方陣的指標。array[i][j]:第 列、第 欄的元素。
解題方法
先將最大值設為第一個元素:
再以兩層迴圈走訪所有元素。若目前元素大於 max,就更新最大值:
矩陣 為 ,動態配置時:
- 先配置 個
int*,代表三列。 - 每一列再配置 個
int。 - 填入矩陣元素。
- 呼叫
mymax(3, A)。 - 使用
free逐列釋放,再釋放列指標陣列。
完整 C 程式