110 國安局特考三等 資訊組(選試英文) 資料庫應用 考古題詳解

核心觀念

本題考查基本 SQL 查詢，包括條件篩選、跨表連結，以及分組後以彙總條件篩選。

• WHERE：篩選個別資料列。
• JOIN：依照外鍵與主鍵的對應關係，連結不同資料表。
• GROUP BY：將資料依指定屬性分組。
• HAVING：篩選分組後的結果；搭配 COUNT 可計算每組的資料筆數。

解題方法

（一）列出年度預算小於 500,000 的部門名稱

部門名稱與年度預算都在「部門」表格中，因此直接查詢該表，並以 WHERE 篩選預算低於 500,000 的資料列。

SELECT 部門名稱
FROM 部門
WHERE 年度預算 < 500000;

（二）列出「資訊部」每位員工的員工編號與姓名

「資訊部」名稱在「部門」表格，員工編號與姓名在「員工」表格，因此依兩表共同的部門編號連結，再篩選部門名稱為「資訊部」的員工。

SELECT 員工.員工編號, 員工.員工姓名
FROM 員工
JOIN 部門
 ON 員工.部門編號 = 部門.部門編號
WHERE 部門.部門名稱 = '資訊部';

核心觀念

本題考查正規化的判斷，以及如何依功能相依分解關聯綱要。

• 候選鍵與主鍵：能決定關係中所有屬性的最小屬性集合為候選鍵；題目已指定 $A$ 為主鍵。
• 第二正規型式（2NF）：關係符合 1NF，且每個非主屬性都完全相依於每一候選鍵，不得只相依於複合候選鍵的一部分。
• 第三正規型式（3NF）：對每個非平凡功能相依 $X\rightarrow Y$，至少符合下列其中一項：$X$ 是超鍵，或 $Y$ 中每個屬性都是主屬性（屬於某個候選鍵）。
• BCNF：對每個非平凡功能相依 $X\rightarrow Y$，$X$ 都必須是超鍵。

解題方法

（一）判斷原表格的正規型式

由 $A\rightarrow B,C,D$ 可知 $A$ 能決定所有屬性，因此 $A$ 是候選鍵；題目並已指定 $A$ 為主鍵。因為主鍵只有一個屬性，不存在非主屬性只依賴複合主鍵一部分的情形，所以在符合 1NF 的前提下，$R$ 符合 2NF。

再檢查 3NF。題目另給 $D\rightarrow B$。$D$ 不是超鍵，因為它不能決定 $A$；$B$ 也不是主屬性，因為唯一候選鍵為 $A$，$B$ 不屬於候選鍵。因此此功能相依違反 3NF。

亦可由下列相依關係看出傳遞相依：

$A\rightarrow D,\quad D\rightarrow B \quad\Rightarrow\quad A\rightarrow B$

非鍵屬性 $B$ 經由非鍵屬性 $D$ 相依於主鍵 $A$，所以不符合 3NF。由於 3NF 已不成立，BCNF 也不成立。因此原表格最高符合 2NF。

（二）分解至適當的正規型式

使用違反 3NF 的功能相依 $D\rightarrow B$，將 $R$ 分解為：

核心觀念

這題考 ER 模式中，實體參與某個關係的基數限制，也就是描述一個實體個體能參與該關係的最少與最多次數。

以「員工」和「部門」之間的「任職」關係為例，基數限制會回答：一名員工至少要隸屬於幾個部門、最多能隸屬於幾個部門。

解題方法

分別以「至少」和「至多」來定義最小基數與最大基數，並以實際情境說明兩者如何共同描述參與限制。

• 最小基數（Minimum Cardinality）：某實體個體參與一項關係的最少次數，表示該實體是否必須參與此關係。

• 最小基數為 $0$：可不參與，屬於部分參與。

• 最小基數為 $1$：至少必須參與一次，屬於全參與。

• 最大基數（Maximum Cardinality）：某實體個體參與一項關係的最多次數，用來限制關係的多重性，常以 $1$ 或 $N$ 表示。

• 最大基數為 $1$：最多參與一次。

• 最大基數為 $N$：可參與多次，$N$ 表示多個，沒有固定為某個數字。

核心觀念

本題考查資料倉儲與營運系統的用途差異，以及為何通常以 ETL 將營運資料整理後，載入另一個獨立的資料倉儲。

營運系統（Operational Systems）支援日常交易處理，例如訂單、付款、庫存異動；資料倉儲（Data Warehouse）則整合不同來源的資料，供歷史分析、報表與決策使用。兩者在資料用途、操作型態與效能需求上不同，因此通常分開建置。

解題方法

從「工作負載、資料特性、資料品質、系統影響」四個角度說明分離原因：

1. 工作負載不同：營運系統以大量、短時間、頻繁的新增、修改、刪除與查詢為主，屬於 OLTP；資料倉儲以跨期間、跨主題的大量讀取與彙總分析為主，屬於 OLAP。
2. 資料型態不同：營運系統著重目前狀態與交易細節；資料倉儲保留歷史資料，並整合不同系統、不同格式的資料。
3. 資料處理不同：資料倉儲需經 ETL 進行擷取、清理、轉換與整合，通常會調整資料結構，以利分析。
4. 可用性與資源不同：分析查詢可能大量耗用 CPU、記憶體與磁碟 I/O；若直接在營運系統執行，可能拖慢交易處理，影響日常服務。

分離的原因

一、避免分析作業影響交易效能

資料倉儲常執行跨資料表、跨年度的大型查詢、統計彙總及報表產製，耗用資源較多。若與營運交易共用系統，分析工作可能造成資源競爭，使交易回應時間變長，甚至影響訂單、付款等日常作業。分離後，可維持營運系統處理交易所需的效能與穩定性。

二、配合 OLTP 與 OLAP 不同的工作負載

營運系統主要處理 OLTP（線上交易處理），重視交易即時性、並行處理及資料一致性，常有大量小型讀寫操作。資料倉儲主要支援 OLAP（線上分析處理），重視大量資料的讀取、彙總與多維分析。