112 地方特考四等 資訊處理類科 資料處理概要 考古題詳解
第 一 題25 分
使用結構化查詢語言(Structured Query Language, SQL),對 SalesData 的資料表進行查詢,計算出每個部門的平均業績。最後顯示出部門 ID(DepartmentID)以及各部門的平均業績(AverageSales),並依平均業績遞減排列。
資料表名稱:SalesData
| EmployeeID | DepartmentID | SalesAmount |
|---|---|---|
| 101 | 1 | 1000 |
| 102 | 1 | 1500 |
| 103 | 2 | 800 |
| 104 | 2 | 1200 |
| 105 | 3 | 900 |
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核心觀念
本題考查 SQL 的分組彙總與排序:
GROUP BY DepartmentID:依部門編號分組。AVG(SalesAmount):計算各部門的平均業績。AS AverageSales:將計算結果命名為AverageSales。ORDER BY AverageSales DESC:依平均業績由高至低排列。
平均業績公式為:
解題方法
SQL 指令如下:
SELECT
DepartmentID,
AVG(SalesAmount) AS AverageSales
FROM SalesData
GROUP BY DepartmentID
ORDER BY AverageSales DESC;
各部門計算如下:
- 部門 1:
- 部門 2:
- 部門 3:
第 二 題25 分
請解釋乙太網路(Ethernet)和 WiFi 分別使用的媒體存取控制(Media Access Control, MAC)協議,並敘述兩者的傳輸方式。
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核心觀念
本題考查乙太網路與 WiFi 在資料鏈結層的媒體存取控制(MAC)方式,以及各自如何在共享媒體上傳送資料。
乙太網路早期使用同軸電纜或集線器時,多個節點共用傳輸媒體,採用 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,載波感測多重存取/碰撞偵測)。現代交換式乙太網路通常以全雙工連線連接主機與交換器,不再共用碰撞媒體,因此實務上不需執行碰撞偵測。
WiFi 的無線電波由同一無線頻道上的多個裝置共享,採用 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,載波感測多重存取/碰撞避免)。無線裝置不易可靠地在傳送時偵測碰撞,因此以等待、隨機退避與確認機制降低碰撞機率。
解題方法
作答時可從「媒體性質」切入:有線共享媒體的乙太網路能在傳送時監測碰撞,對應 CSMA/CD;無線裝置難以邊傳送邊偵測碰撞,對應 CSMA/CA。接著交代兩者共同的載波感測與多重存取概念,再分別說明傳送流程。
- CSMA/CD(傳統共享式乙太網路):節點先感測媒體;媒體閒置時開始傳送,若傳送中偵測到碰撞,就停止傳送並送出干擾訊號,使其他節點得知碰撞。之後節點依二進位指數退避方式,等待隨機時間再重傳。
- CSMA/CA(WiFi):裝置先感測頻道;頻道忙碌時等待,頻道閒置後仍須經過規定的等待時間,並在隨機退避計數歸零後傳送。接收端成功收到訊框會回覆 ACK;若未收到 ACK,傳送端便視為傳輸未成功,等待退避後重傳。
第 三 題25 分
依序輸入數值:。
請使用這些數值,劃出刪除節點 後的二元搜尋樹。
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核心觀念
二元搜尋樹(Binary Search Tree, BST)符合以下順序性質:對每個節點而言,左子樹的鍵值都小於該節點,右子樹的鍵值都大於該節點。插入時,從根節點開始逐層比較,依大小往左或往右,直到找到空位置。
刪除節點時,若該節點只有一個子節點,讓子節點接替其位置;若有兩個子節點,則以其中序後繼(右子樹的最小值)或中序前驅(左子樹的最大值)替代,再刪除替代節點。本題的節點 只有一個子節點,因此直接由子節點接替。
解題方法
依序插入數值:
- 為根節點。
- ,插入 的左側。
- ,插入 的右側。
- ,再比較 ,插入 的左側。
- ,且 ,插入 的左側。
第 四 題25 分
雜湊函數(Hash Function)作為一種常見的資料加密演算法,請詳細說明雜湊函數之特性。
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核心觀念
雜湊函數(Hash Function)將任意長度的輸入資料,轉換成固定長度的摘要值(Hash Value 或 Message Digest)。常用於資料完整性驗證、數位簽章及密碼儲存等。
題目稱雜湊函數為「資料加密演算法」並不精確:雜湊是單向摘要運算,不是可逆的加密。加密通常能以金鑰解密還原原文;雜湊則不應由摘要還原輸入。
解題方法:說明雜湊函數的主要特性
作答時可從輸入與輸出、單向性、抗碰撞能力、效率及雪崩效應等面向說明:
-
輸入長度不限,輸出長度固定 輸入資料可以很長或很短,但經雜湊後產生固定長度的摘要。例如 SHA-256 的輸出為 256 位元。
-
確定性 相同輸入經相同雜湊函數運算,必定得到相同摘要;輸入不同時,摘要通常也不同,但不保證絕對不同。
-
單向性(原像抗性) 已知摘要 ,在計算上難以找到輸入 ,使得 。因此雜湊不具備解密還原原文的功能。
-
第二原像抗性 已知一筆輸入 ,在計算上難以找到另一筆不同輸入 ,使得: