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中六资讯及通讯科技练习卷：数据库、SQL 与数据表示（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中六资讯及通讯科技：数据库、SQL 与数据表示全卷
中六资讯及通讯科技练习卷，涵盖位图与音频档案大小计算、压缩率与传输时间、关系数据库的主键与外键、SQL 查询与聚合函数、数据正规化、IPv4 子网划分、SQL 注入防御与检查数字；12 题、100 分、75 分钟，附完整答案与评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：资讯及通讯科技 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：数据表示与压缩（34 分）
甲部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 1. 一个未压缩位图（bitmap）的尺寸为 4096 × 3072 像素，色深（colour depth）为 24 位元。(a) 求该图片的档案大小（以 MiB 表示，1 MiB = 2²⁰ 字节）；(b) 若把色深改为 8 位元，档案大小变成多少 MiB？（8 分） | 1. (a) 字节数 = 4096 × 3072 × 24/8 = 37,748,736 字节；÷ 2²⁰ = 36.0 MiB。(b) 色深减为 8 位元，即为原来的 8/24 = 1/3，故 36.0/3 = 12.0 MiB。【评分：列式 2 分、答案 2 分；(b) 比例 2 分、答案 2 分】 |
| 2 | 2. 承接第 1 题的 24 位元未压缩位图（36.0 MiB），以 JPEG 格式储存后档案只有 2.4 MiB。(a) 求压缩率（未压缩大小 ÷ 压缩后大小，以“n 比 1”表示）；(b) 求节省的空间百分比（准确至一位小数）；(c) 说明 JPEG 为何不适合储存线条图或文字截图。（8 分） | 2. (a) 压缩率 = 36.0 ÷ 2.4 = 15 比 1。(b) 节省 = (36.0 − 2.4) ÷ 36.0 × 100% = 93.3%。(c) JPEG 用离散余弦变换并丢弃高频资料，线条与文字的锐利边缘会出现“蚊边／块状”失真；线条图应改用 PNG／GIF 等无损或索引色格式。【评分：(a) 2 分、(b) 2 分、(c) 4 分（失真 2 分、替代格式 2 分）】 |
| 3 | 3. 一段立体声音频以取样率 44100 Hz、取样分辨率 16 位元、2 声道录音 180 秒。(a) 求未压缩 WAV 档的档案大小（以 MiB 表示，准确至三位有效数字）；(b) 若改以 128 kbps 的 MP3 储存同一段录音，档案大小为多少 MiB？(c) 为何有损压缩可大幅减少档案大小但仍可接受？（9 分） | 3. (a) 字节数 = 44100 × 16/8 × 2 × 180 = 31,752,000.0；÷ 2²⁰ = 30.3 MiB。(b) 128000 bit/s × 180 s ÷ 8 = 2,880,000.0 字节 = 2.75 MiB。(c) 有损压缩利用人耳遮蔽效应（masking）及心理声学模型，丢弃人耳难以察觉的频率成分，故档案大幅缩小但听感差异小。【评分：(a) 4 分、(b) 2 分、(c) 3 分】 |
| 4 | 4. 第 1 题的未压缩位图（36.0 MiB）需经网络传送。(a) 若网络带宽为 20 Mbps，求最短传输时间（秒，准确至三位有效数字）；(b) 若同一档案改由 8 Mbps 的上载带宽传送，需时多少秒？(c) 若实际只有 80% 带宽可用于资料传输，重算 (a) 的传输时间。（9 分） | 4. (a) 位元数 = 37,748,736 × 8 = 301,989,888；÷ 20 000 000 = 15.1 s。(b) ÷ 8 000 000 = 37.7 s。(c) 有效带宽 = 20 Mbps × 0.8 = 16 Mbps，时间 = 301,989,888 ÷ 16 000 000 = 18.9 s。【评分：(a) 3 分、(b) 3 分、(c) 3 分】 |
乙部：数据库与 SQL（34 分）
乙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 5. 某补习社以两个关联表储存资料：STUDENT(StudentID, Name, Phone) 与 LESSON(LessonID, StudentID, Subject, Date, Fee)。(a) 指出每个表的主键（primary key）；(b) 指出 LESSON 表的外键（foreign key）并说明它参照哪一个表；(c) 说明为何 Phone 不适合作为 STUDENT 表的主键（举两个理由）。（8 分） | 5. (a) STUDENT 的主键为 StudentID；LESSON 的主键为 LessonID。(b) LESSON.StudentID 是外键，参照 STUDENT.StudentID。(c) 电话号码可能重复（家庭共用）、可能更改、可为空值；主键必须唯一、不变且不可为空，故应使用系统产生的 StudentID。【评分：(a) 2 分、(b) 3 分、(c) 3 分（每理由 1.5 分）】 |
| 6 | 6. 根据第 5 题的两个表，写出下列 SQL 语句：(a) 列出所有选修“化学”的学生姓名及上课日期；(b) 列出每位学生的 StudentID 及其已缴学费总额，只显示总额大于 5000 的学生，并按总额由大到小排列。（8 分） | 6. (a) SELECT S.Name, L.Date FROM STUDENT S JOIN LESSON L ON S.StudentID = L.StudentID WHERE L.Subject = ‘化学’ ORDER BY L.Date;(b) SELECT StudentID, SUM(Fee) AS Total FROM LESSON GROUP BY StudentID HAVING SUM(Fee) > 5000 ORDER BY Total DESC;【评分：(a) SELECT／JOIN／WHERE 各 1 分；(b) GROUP BY 2 分、HAVING 2 分、ORDER BY 1 分】 |
| 7 | 7. 某班五名学生在同一次测验的得分为 60、72、68、80、70。(a) 写出一条 SQL 语句求该班平均分；(b) 求平均分（一位小数）；(c) 写出一条 SQL 语句数出得分 70 分或以上的人数，并写出结果。（9 分） | 7. (a) SELECT AVG(Score) FROM RESULT;(b) 总分 = 350，平均 = 350 ÷ 5 = 70.0 分。(c) SELECT COUNT(*) FROM RESULT WHERE Score >= 70; 结果为 3 人。【评分：(a) 3 分、(b) 3 分、(c) SQL 2 分＋答案 1 分】 |
| 8 | 8. 下列未正规化的纪录储存补习班上课资料：(StudentID, StudentName, Subject, TutorName, TutorRoom, Date, Fee)。其中每名学生每科只有一位导师，每位导师固定使用一个课室。(a) 指出一个部分相依（partial dependency）及一个传递相依（transitive dependency）；(b) 把该纪录拆成符合第三正规化（3NF）的表，列出每个表的主键与外键；(c) 说明正规化如何减少更新异常（update anomaly）。（9 分） | 8. (a) 部分相依：StudentName 只相依于 StudentID（复合键 StudentID＋Subject 的一部分）；TutorRoom 只相依于 TutorName。传递相依：TutorName → TutorRoom，即 TutorRoom 透过 TutorName 相依于键。(b) STUDENT(StudentID, StudentName) 主键 StudentID；TUTOR(TutorName, TutorRoom) 主键 TutorName；ENROL(StudentID, Subject, TutorName, Date, Fee) 主键 (StudentID, Subject, Date)，外键 StudentID 参照 STUDENT、TutorName 参照 TUTOR。(c) 每个事实只存一次，改名或换课室只需改一行，避免同一资料在多行出现不同版本（插入／删除／更新异常）。【评分：(a) 3 分、(b) 4 分、(c) 2 分】 |
丙部：网络、保安与数据验证（32 分）
丙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 9. 一个网络使用 IPv4 位址 192.168.20.0，子网遮罩（subnet mask）为 255.255.255.192。(a) 写出 CIDR 表示法；（b) 求每个子网的位址数目及可用主机数目；(c) 写出第一个子网的网络位址与广播位址；（d) 说明为何要划分子网。（8 分） | 9. (a) /26，即 192.168.20.0/26。(b) 主机位元 = 32 − 26 = 6，每个子网 2^6 = 64 个位址，可用 62 个。(c) 网络位址 192.168.20.0，广播位址 192.168.20.63。(d) 减少广播领域（broadcast domain）、提升保安与管理、按部门分配并善用位址空间。【评分：(a) 2 分、(b) 2 分、(c) 2 分、(d) 2 分】 |
| 10 | 10. 某网站用下列程式码处理登入：sql = “SELECT * FROM USER WHERE Name = ‘” + name + “‘ AND Pwd = ‘” + pwd + “‘”。(a) 说明攻击者输入 name 为 “admin’ –” 时会发生什么事；(b) 指出这种漏洞的名称；(c) 提出两种具体防御方法，并说明 HTTPS 在此情境中保护什么、不保护什么。（8 分） | 10. (a) 条件变成 Name = ‘admin’ –‘ AND Pwd = ‘…’，– 之后被视为注解，密码检查被删去，攻击者无需密码即以 admin 身份登入。(b) SQL 注入（SQL injection）。(c) 使用参数化查询／预备语句（prepared statement）把输入当作资料而非程式码；输入验证与白名单、最小权限账户、错误讯息不外露。HTTPS 只加密传输中的资料（防止窃听与中间人攻击），不能阻止服务器端执行的 SQL 注入。【评分：(a) 3 分、(b) 1 分、(c) 4 分（每方法 1.5 分＋HTTPS 说明 1 分）】 |
| 11 | 11. 某编号系统用 10 个数字 d₁d₂…d₉ 加一个检查数字（check digit）d₁₀，计算方法为 S = Σ dᵢ × (11 − i)（i = 1 至 9），d₁₀ = (11 − S mod 11) mod 11（10 以 X 表示）。(a) 就 d₁…d₉ = 0, 3, 0, 6, 4, 0, 6, 1, 5，求 S 及检查数字；(b) 说明检查数字能侦测哪一类错误、不能侦测哪一类错误。（8 分） | 11. (a) S = 0×10 + 3×9 + 0×8 + 6×7 + 4×6 + 0×5 + 6×4 + 1×3 + 5×2 = 130；S mod 11 = 9，d₁₀ = 11 − 9 = 2，完整编号为 0306406152。(b) 可侦测单一数字错误及大部分相邻数字对调（因权重不同）；不能侦测两个数字同时出错而权重和互相抵消的情况，亦不能还原正确数字。【评分：(a) 4 分（列式 2 分、答案 2 分）、(b) 4 分】 |
| 12 | 12. (a) 把二进制 11011011 转为十进制及十六进制；(b) 英文字母 A 的 ASCII 码为 65，写出它的二进制（8 位元）及十六进制表示；(c) 若采用偶同位（even parity），为 7 位元资料 1011001 加上同位位元，并解释接收方如何侦测单一位元错误。（8 分） | 12. (a) 11011011₂ = 128+64+16+8+2+1 = 219，十六进制为 DB。(b) 65 = 01000001₂ = 41₁₆。(c) 资料 1011001 已有四个 1（偶数），故同位位元为 0，传送 01011001；接收方计算 1 的数目，若为奇数即表示传输中有一个位元出错（只能侦测，不能更正）。【评分：(a) 3 分、(b) 2 分、(c) 3 分】 |
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