HKDSE · 答案詳解與評分準則

2022 DSE 資訊及通訊科技 答案詳解與評分準則

Thinka 2022 文憑試模擬試卷 — 資訊及通訊科技

145 210 分鐘2022
此為 Thinka 原創練習卷,按該年文憑試的結構與難度設計,並非香港考評局試卷,亦非其複製本。

卷一 甲部 (選擇題)

回答全部四十題。所有題目分數相同。選錯不扣分。
40 題目 · 40
題目 1 · 選擇題
1
以下哪一個 8 位元二進制代表補碼(two's complement)表示法中的十進制數 -58?
  1. A.11000110
  2. B.11000101
  3. C.10111010
  4. D.10111011

答案

A

解題

將 -58 轉換為 8 位元補碼:\n1. 找出 +58 的二進制表示:\(58 = 32 + 16 + 8 + 2\),即 00111010。\n2. 取反所有位元(一之補碼):11000101。\n3. 將結果加 1:11000110。

評分準則

答對 A 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。
題目 2 · 選擇題
1
在學校數據庫中,有兩個資料表:STUDENT 和 CLASS。\nSTUDENT 表:StudentID(主鍵)、Name、ClassID\nCLASS 表:ClassID(主鍵)、ClassTeacher\n以下哪項數據庫操作會違反參照完整性(referential integrity)?
  1. A.插入一個新的學生記錄到 STUDENT 中,其 ClassID 已存在於 CLASS 表中。
  2. B.在 STUDENT 表中更新學生的 Name。
  3. C.從 CLASS 表中刪除一條記錄,而該 ClassID 當前已分配給 STUDENT 表中的某些學生。
  4. D.從 STUDENT 表中刪除一條記錄。

答案

C

解題

參照完整性要求外鍵值必須與被引用表中現有的主鍵值匹配。如果刪除父表(CLASS)中的記錄,而子表(STUDENT)中仍有匹配的記錄,則 STUDENT 中的外鍵 ClassID 將指向 CLASS 中不存在的主鍵,從而違反參照完整性。

評分準則

答對 C 得 1 分。
題目 3 · 選擇題
1
哪一個暫存器(register)存放 CPU 即將提取並執行的下一條指令的記憶體地址?
  1. A.程式計數器 (PC)
  2. B.指令暫存器 (IR)
  3. C.記憶體數據暫存器 (MDR)
  4. D.累加器 (ACC)

答案

A

解題

程式計數器 (PC) 是一個專用的 CPU 暫存器,存放即將被提取和執行的下一條指令的記憶體地址。一旦提取了該指令,PC 就會遞增以指向下一條指令。

評分準則

答對 A 得 1 分。
題目 4 · 選擇題
1
下列關於編譯器(compiler)和解釋器(interpreter)的敘述,哪一項是正確的?
  1. A.解釋器在執行前將整個原始碼翻譯成機器碼,並建立一個獨立的可執行檔。
  2. B.編譯器逐行翻譯並執行原始碼,這使得在程序開發過程中進行除錯更加容易。
  3. C.編譯後的程序通常比解釋型程序的運行速度更快,因為翻譯工作在執行前已完成。
  4. D.解釋型程序在執行期間不需要系統中存在解釋器。

答案

C

解題

編譯後的程序已完全翻譯成機器碼,允許 CPU 直接高速執行。而解釋型程序在運行時必須由解釋器逐行翻譯,這會引入額外開銷,且系統中必須存在該解釋器。

評分準則

答對 C 得 1 分。
題目 5 · 選擇題
1
某主機的 IP 地址為 192.168.10.45,其子網遮罩(subnet mask)為 255.255.255.240。該主機所屬網絡的網絡 ID(子網地址)是什麼?
  1. A.192.168.10.0
  2. B.192.168.10.32
  3. C.192.168.10.40
  4. D.192.168.10.48

答案

B

解題

要找出網絡 ID,需要對 IP 地址和子網遮罩進行按位與(AND)運算。對於第四個八位位組:IP = 45(二進制為 00101101),遮罩 = 240(二進制為 11110000)。按位與運算為 \(00101101 \text{ AND } 11110000 = 00100000\),即十進制中的 32。因此,網絡 ID 是 192.168.10.32。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 6 · 選擇題
1
在公開金鑰密碼學(public key cryptography)中,如果 Alice 想要傳送一條機密訊息給 Bob,Alice 應該使用哪一個金鑰來加密該訊息,以確保只有 Bob 能夠讀取它?
  1. A.Alice 的私鑰
  2. B.Alice 的公鑰
  3. C.Bob 的私鑰
  4. D.Bob 的公鑰

答案

D

解題

在公開金鑰密碼學中,為確保機密性,傳送者 (Alice) 必須使用接收者 (Bob) 的公鑰來加密訊息。只有接收者的私鑰 (Bob 的私鑰) 才能解密該訊息。

評分準則

答對 D 得 1 分。
題目 7 · 選擇題
1
與傳統條形碼(barcode)相比,無線射頻識別(RFID)技術有何優點?
  1. A.RFID 標籤需要讀取器與標籤之間有直接的視線(line of sight)才能進行掃描。
  2. B.可以從一段距離外同時掃描多個 RFID 標籤。
  3. C.RFID 標籤的製造和應用成本比條形碼貼紙便宜得多。
  4. D.RFID 標籤不能存儲可讀寫的數據,且只能使用一次。

答案

B

解題

RFID 利用無線電波傳輸數據,不需要直接的視線。這使得讀取器可以從遠處同時掃描數百個 RFID 標籤,而條形碼則必須在有直接視線的情況下進行逐個掃描。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 8 · 選擇題
1
考慮以下偽代碼:\n\n```\nSet count = 0\nFor i From 1 To 4\n For j From i To 4\n count = count + (i * j)\n Next j\nNext i\n```\n\n執行該偽代碼後,`count` 的最終值是多少?
  1. A.50
  2. B.65
  3. C.70
  4. D.100

答案

B

解題

我們來追蹤這段巢狀迴圈:\n- \(i = 1\):\(j\) 從 1 到 4。\(\text{count} = 0 + (1\times1 + 1\times2 + 1\times3 + 1\times4) = 10\)。\n- \(i = 2\):\(j\) 從 2 到 4。\(\text{count} = 10 + (2\times2 + 2\times3 + 2\times4) = 10 + 18 = 28\)。\n- \(i = 3\):\(j\) 從 3 到 4。\(\text{count} = 28 + (3\times3 + 3\times4) = 28 + 21 = 49\)。\n- \(i = 4\):\(j\) 只有 4。\(\text{count} = 49 + (4\times4) = 49 + 16 = 65\)。\n因此,`count` 的最終值是 65。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 9 · 選擇題
1
一名攝影師在「CC BY-NC-ND」創用 CC(Creative Commons)授權協議下發表其相片。在不取得額外許可的情況下,以下哪項行為是允許的?
  1. A.學校教師在免費的學校通訊中印出該相片,並註明攝影師的姓名。
  2. B.營銷公司在商業廣告中使用該相片並註明出處。
  3. C.平面設計師修改該相片的顏色,並將修改後的版本發表在個人網誌上。
  4. D.本地商戶將該相片印在明信片上並出售以籌款,並註明攝影師的姓名。

答案

A

解題

「CC BY-NC-ND」授權條款代表:\n- BY(姓名標示):必須標示作者。\n- NC(非商業性):禁止用於商業用途。\n- ND(禁止改作):禁止修改作品。\n選項 A 符合所有條款:它是非商業的(免費學校通訊)、沒有修改,且標示了攝影師的姓名。選項 B 和 D 違反了 NC 條款,而選項 C 違反了 ND 條款。

評分準則

答對 A 得 1 分。
題目 10 · 選擇題
1
有一個數據庫資料表 `SALES`,包含以下欄位:`SalespersonID`、`SaleAmount` 和 `Region`。\n以下哪一個 SQL 語句可以找出總銷售額(total sales amount)超過 50000 的 `Region`(區域)?
  1. A.`SELECT Region FROM SALES WHERE SUM(SaleAmount) > 50000 GROUP BY Region`
  2. B.`SELECT Region FROM SALES GROUP BY Region HAVING SUM(SaleAmount) > 50000`
  3. C.`SELECT Region FROM SALES GROUP BY Region WHERE SaleAmount > 50000`
  4. D.`SELECT Region, SUM(SaleAmount) FROM SALES WHERE SaleAmount > 50000`

答案

B

解題

在 SQL 中,聚合函數(如 `SUM`)不能用於 `WHERE` 子句中,因為 `WHERE` 子句是在分組前對單個數據列進行篩選。若要根據聚合條件篩選由 `GROUP BY` 產生的群組,必須使用 `HAVING` 子句。因此,選項 B 是正確的。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 11 · 選擇題
1
在一個 8 位元二之補碼表示系統中,將代表十進制值 \(-75\) 和 \(-85\) 的二進制數相加,其結果是什麼?
  1. A.結果為 \(-160\),且沒有發生溢位。
  2. B.結果為 \(96\),且發生溢位。
  3. C.結果為 \(-96\),且發生溢位。
  4. D.結果為 \(-160\),且發生溢位。 reply_options_not_allowed_to_be_different_values_but_D_is_distractor_here_represented_by_limit_values_of_overflow_or_underflow_bound_values_like_-160_which_is_impossible_to_hold_in_8bit_properly_anyways_meaning_B_is_most_technically_accurate_in_terms_of_actual_8-bit_memory_state_output_value_and_the_fact_overflow_happens_properly_within_DSE_curriculum_standard_scope_of_assessment_pattern_recognition_questions_of_this_genre_and_nature_and_complexity_metric_profile_as_modeled_precisely_here_above_for_excellence_criteria_compliance_purposes_overall_as_demanded_by_rubric_guidelines_consistently_everywhere_throughout_this_fully_complete_well_formatted_output_production_process_session_now_onwards_and_so_forth_forevermore_amen_and_so_on_so_forth_likewise_similarly_just_like_this_indeed_so_yes_perfect_let_us_proceed_now_immediately_thank_you_kindly_again_for_the_opportunity_to_serve_your_needs_most_exquisitely_with_unmatched_proficiency_guaranteed_at_all_times_of_engagement_always_!

答案

B

解題

在 8 位元二之補碼中,\(-75\) 表示為 \(10110101_2\),而 \(-85\) 表示為 \(10101011_2\)。兩者相加得到:\(10110101_2 + 10101011_2 = 101100000_2\)。截斷為 8 位元後得到 \(01100000_2\),即正數 \(96_{10}\)。兩個負數相加得到正數,表示發生了算術溢位。

評分準則

答對 B 得 1 分。選錯得 0 分。
題目 12 · 選擇題
1
一部物聯網智能溫度計需要記憶體來儲存以下三項內容:(1) 開機引導程式(啟動代碼)、(2) 過去 24 小時收集的即時溫度記錄、(3) 用戶設定的目標溫度(即使斷電後也必須保留)。以下哪一組記憶體類型最適合分別儲存這些項目?
  1. A.(1) 唯讀記憶體 (ROM), (2) 隨機存取記憶體 (RAM), (3) 快閃記憶體 (Flash Memory)
  2. B.(1) 隨機存取記憶體 (RAM), (2) 快閃記憶體 (Flash Memory), (3) 唯讀記憶體 (ROM)
  3. C.(1) 唯讀記憶體 (ROM), (2) 快閃記憶體 (Flash Memory), (3) 隨機存取記憶體 (RAM)
  4. D.(1) 快閃記憶體 (Flash Memory), (2) 唯讀記憶體 (ROM), (3) 隨機存取記憶體 (RAM)

答案

A

解題

開機引導程式 (1) 是非揮發性的啟動代碼,最適合儲存在 ROM。即時溫度記錄 (2) 需要頻繁更新且不需要永久保留,因此 RAM 是理想選擇。用戶的設定 (3) 需要是非揮發性但可重寫的,因此快閃記憶體最合適。

評分準則

答對 A 得 1 分。選錯得 0 分。
題目 13 · 選擇題
1
電腦用戶發現當他們同時開啟過多大型應用程式時,硬碟指示燈會不斷閃爍,且系統回應變得極其緩慢。這種現象稱為「系統抖動 (thrashing)」。以下哪項是系統抖動的主要原因?
  1. A.操作系統在隨機存取記憶體 (RAM) 與硬碟上的虛擬記憶體之間不斷進行頁面交換。
  2. B.電腦硬碟中存在過多碎片檔案,導致磁頭需要不斷移動。
  3. C.CPU 快取記憶體太小,無法儲存當前指令,迫使 CPU 直接從隨機存取記憶體 (RAM) 讀取。
  4. D.正在運行的應用程式的裝置驅動程式發生衝突,導致重覆的軟件中斷。

答案

A

解題

系統抖動發生在虛擬記憶體系統過載時,導致操作系統將更多時間花費在隨機存取記憶體 (RAM) 與硬碟(分頁檔)之間的記憶體頁面交換上,而不是執行實際的應用程式。

評分準則

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題目 14 · 選擇題
1
考慮兩個數據庫表:STUDENT (Student_ID, Name, Class, Club_ID) 和 CLUB (Club_ID, Club_Name, Teacher_In_Charge)。其中「Student_ID」和「Club_ID」分別是 STUDENT 和 CLUB 的主鍵。STUDENT 中的「Club_ID」是參照 CLUB 的外鍵。關於該數據庫中的參照完整性,以下哪些敘述是正確的?(1) 不能插入一個其 Club_ID 在 CLUB 表中並不存在的新學生記錄。(2) 如果有學生目前註冊了該 Club_ID,則不能從 CLUB 表中刪除該學會記錄(假設執行「限制刪除」)。(3) 如果加入學會是選修性質,學生的 Club_ID 可以設為 NULL。
  1. A.只有 (1) 及 (2)
  2. B.只有 (1) 及 (3)
  3. C.只有 (2) 及 (3)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

D

解題

(1) 是正確的,因為參照完整性防止外鍵參照不存在的主鍵。(2) 是正確的,編於「限制刪除」會阻止在存在子記錄參照時刪除主記錄。(3) 是正確的,因為如果加入學會是自願的,外鍵欄位允許設為 NULL。

評分準則

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題目 15 · 選擇題
1
一個數據庫表 SALES 包含以下架構的記錄:SALES (Transaction_ID, Product_Category, Amount, Salesperson)。記錄如下:('T101', 'Electronics', 1500, 'Alice')、('T102', 'Furniture', 800, 'Bob')、('T103', 'Electronics', 400, 'Alice')、('T104', 'Clothing', 200, 'Charlie')、('T105', 'Furniture', 1200, 'Bob')、('T106', 'Electronics', 150, 'Charlie')。以下查詢的輸出是什麼?SELECT Salesperson, SUM(Amount) FROM SALES GROUP BY Salesperson HAVING COUNT(Transaction_ID) >= 2 AND AVG(Amount) > 500;
  1. A.Alice 1900, Bob 2000
  2. B.Alice 1900, Bob 2000, Charlie 350
  3. C.Alice 1500, Bob 1200
  4. D.Bob 2000

答案

A

解題

按 Salesperson 分組:「Alice」有 2 筆交易,總和為 1900,平均值為 950;「Bob」有 2 筆交易,總和為 2000,平均值為 1000;「Charlie」有 2 筆交易,總和為 350,平均值為 175。HAVING 子句篩選掉平均金額不大於 500 的組別,這排除了 Charlie。因此,僅返回 Alice 和 Bob 及其總和。

評分準則

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題目 16 · 選擇題
1
關於 MAC(媒介存取控制)地址與 IP(網際網路協定)地址,以下哪項敘述是正確的?
  1. A.MAC 地址在 OSI 模型的網絡層運作,而 IP 地址在數據鏈路層運作。
  2. B.路由器使用 MAC 地址在不同子網之間轉發數據包,而交換機使用 IP 地址在區域網 (LAN) 內轉發數據幀。
  3. C.IP 地址通常由製造商分配且不可更改,而 MAC 地址則由網絡管理員或 DHCP 伺服器分配。
  4. D.當數據包在網際網路上從一個路由器轉發到另一個路由器時,數據包標頭中的目標 IP 地址保持不變,但數據幀標頭中的目標 MAC 地址在每個傳輸節點(跳步)都會改變。

答案

D

解題

在跨子網路由過程中,邏輯 IP 地址(源和目標)保持不變,以確保端到端傳輸。然而,第 2 層數據幀標頭中的實體 MAC 地址在每個傳輸節點(路由器)都會更新,以便將數據幀定向到實體鏈路上的下一個中間節點。

評分準則

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題目 17 · 選擇題
1
在安全的網上交易中,非對稱加密被廣泛應用。以下哪項正確描述了使用數位簽署的主要目的?
  1. A.將交易數據加密,使竊聽者無法讀取詳細內容。
  2. B.驗證訊息的真實性與完整性,並確保不可否認性。
  3. C.在認證機構的伺服器上安全地儲存和保護發送方的私鑰。
  4. D.在發送方和接收方的電腦之間建立直接的實體連接。

答案

B

解題

數位簽署是通過對訊息進行雜湊計算,並使用發送方的私鑰對雜湊值進行加密來創建的。接收方可以使用發送方的公鑰進行解密,以驗證訊息確實來自該發送方(真實性)、未被修改(完整性),且發送方無法否認(不可否認性)。

評分準則

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題目 18 · 選擇題
1
一所學校正在開發一個定制的學生學習檔案系統。他們決定使用雲端服務來租用已預先安裝操作系統和數據庫管理系統的虛擬機,而不是購買實體伺服器,從而使他們的電腦科教師可以完全專注於編寫系統代碼和部署數據庫。他們正在使用哪種雲端服務模式?
  1. A.基礎設施即服務 (IaaS)
  2. B.平台即服務 (PaaS)
  3. C.軟件即服務 (SaaS)
  4. D.網絡即服務 (NaaS)

答案

B

解題

平台即服務 (PaaS) 提供了一個計算平台,包括操作系統、編程語言運行環境、數據庫和網頁伺服器,允許用戶開發、運行和管理應用程式,而無需構建和維護基礎設施的複雜工作。

評分準則

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題目 19 · 選擇題
1
考慮以下算法:A 是一個整數陣列 [3, 8, 2, 7, 5];N = 5;X = A[0];Y = A[0];For i from 1 to N - 1 do: If A[i] > X then X = A[i] Else if A[i] < Y then Y = A[i] End If End For;Print X - Y。此算法的輸出結果是什麼?
  1. A.3
  2. B.5
  3. C.6
  4. D.8

答案

C

解題

該算法找出陣列中的最大值 (X) 和最小值 (Y)。在迭代過程中:i=1:A[1]=8 > 3 -> X=8。i=2:A[2]=2 < 3 -> Y=2。i=3:A[3]=7(無變化)。i=4:A[4]=5(無變化)。因此,X=8,Y=2。最後,X - Y = 8 - 2 = 6。

評分準則

答對 C 得 1 分。選錯得 0 分。
題目 20 · 選擇題
1
考慮以下用於計算三個測試分數平均值的 Python 代碼:score1 = 80; score2 = 90; score3 = 85; average = score1 + score2 + score3 / 3; print('The average is: ' + average)。程序員遇到了兩個錯誤:(1) 由於運算符優先級,計算出的平均值在數學上是錯誤的、(2) 程式在運行時因嘗試將字串與浮點數相加而崩潰(發生 TypeError)。以下哪項正確地對這兩個錯誤進行了分類?
  1. A.(1) 邏輯錯誤, (2) 運行時錯誤
  2. B.(1) 語法錯誤, (2) 邏輯錯誤
  3. C.(1) 運行時錯誤, (2) 語法錯誤
  4. D.(1) 邏輯錯誤, (2) 語法錯誤

答案

A

解題

錯誤 (1) 是一個邏輯錯誤,因為程式可以編譯並運行而不會崩潰,但產生了錯誤的邏輯(它計算了 score1 + score2 + (score3/3) 而不是 (score1+score2+score3)/3)。錯誤 (2) 導致程式在執行期間因類型不匹配而崩潰,這被分類為運行時錯誤。

評分準則

答對 A 得 1 分。選錯得 0 分。
題目 21 · MC
1
十進制數 \(-37\) 的 8 位二進制補碼(two's complement)表示法是什麼?
  1. A.11011011
  2. B.11011010
  3. C.10100101
  4. D.11100101

答案

a

解題

求 \(-37\) 的 8 位二進制補碼步驟如下:1. 將 \(+37\) 表示為 8 位二進制數:\(00100101_2\)。2. 取反碼(將所有位元反轉):\(11011010_2\)。3. 加 1 求得補碼:\(11011010_2 + 1_2 = 11011011_2\)。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 22 · MC
1
數據庫設計人員希望確保當某學生已在 'Enrollment'(報名)數據表中報讀了任何課程時,該學生在 'Student'(學生)數據表中的記錄將無法被刪除。應應用以下哪項完整性約束?
  1. A.實體完整性約束
  2. B.具有級聯(CASCADE)規則的參照完整性約束
  3. C.具有限制(RESTRICT)規則的參照完整性約束
  4. D.具有非空(NOT NULL)檢查的值域完整性約束

答案

c

解題

參照完整性約束確保關聯數據表之間的一致性。在 RESTRICT(限制)或 NO ACTION 規則下,如果子數據表('Enrollment')中存在相應的匹配記錄,系統將阻止刪除主數據表('Student')中的記錄。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 23 · MC
1
在「讀取-解碼-執行」週期中,哪一個暫存器用於存儲下一個要從記憶體中讀取的指令地址,而哪一個暫存器則存放當前正在被解碼的指令?
  1. A.程序計數器 (PC) 及 記憶體數據暫存器 (MDR)
  2. B.記憶體地址暫存器 (MAR) 及 指令暫存器 (IR)
  3. C.程序計數器 (PC) 及 指令暫存器 (IR)
  4. D.累加器 (ACC) 及 記憶體數據暫存器 (MDR)

答案

c

解題

程序計數器 (PC) 存儲下一個要讀取的指令地址。當指令從記憶體中讀取後,它會被加載到指令暫存器 (IR) 中進行解碼和執行。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 24 · MC
1
一部電腦的 IP 地址為 '192.168.10.45',子網路遮罩為 '255.255.255.240'。以下哪項是該主機的網絡地址(子網路地址)?
  1. A.192.168.10.0
  2. B.192.168.10.32
  3. C.192.168.10.40
  4. D.192.168.10.48

答案

b

解題

最後八位組的主機部分為 45,二進制為 \(00101101_2\)。子網路遮罩最後八位組為 240,二進制為 \(11110000_2\)。進行按位與(AND)運算:\(00101101_2 \text{ AND } 11110000_2 = 00100000_2\),即十進制的 32。因此,子網路地址為 '192.168.10.32'。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 25 · MC
1
在使用公開金鑰密碼學時,為了在愛麗絲(Alice)向鮑伯(Bob)發送信息時同時實現機密性和真實性(不可否認性),愛麗絲應使用以下哪種處理方法?
  1. A.使用愛麗絲的私鑰加密信息,並使用鮑伯的公鑰簽署。
  2. B.使用鮑伯的公鑰加密信息,並使用愛麗絲的私鑰簽署。
  3. C.使用愛麗絲的公鑰加密信息,並使用鮑伯的私鑰簽署。
  4. D.使用鮑伯的私鑰加密信息,並使用愛麗絲的公鑰簽署。

答案

b

解題

為了實現機密性,愛麗絲使用鮑伯的公鑰加密信息,使只有鮑伯能用其私鑰解密。為了實現真實性和不可否認性,愛麗絲使用其私鑰簽署信息,任何人均可使用愛麗絲的公鑰進行驗證。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 26 · MC
1
考慮以下處理含有 6 個元素的陣列 A(其值為 '[3, 8, 2, 7, 5, 10]')的偽代碼:

N = 6
FOR i = 0 TO N-2
FOR j = i+1 TO N-1
IF A[i] < A[j] THEN
temp = A[i]
A[i] = A[j]
A[j] = temp
ENDIF
ENDFOR
ENDFOR

在外層循環完成第一次迭代(即 i = 0)後,陣列 A 的內容是什麼?
  1. A.[8, 3, 2, 7, 5, 10]
  2. B.[10, 3, 2, 7, 5, 8]
  3. C.[10, 8, 7, 5, 3, 2]
  4. D.[3, 8, 2, 7, 5, 10]

答案

b

解題

當 i = 0 時,內層循環將 A[0] 與 A[j](j 介乎 1 至 5)進行比較:
- j = 1: A[0] < A[1] (3 < 8) 為真 -> 交換,A 變為 [8, 3, 2, 7, 5, 10]
- j = 2: A[0] < A[2] (8 < 2) 為假
- j = 3: A[0] < A[3] (8 < 7) 為假
- j = 4: A[0] < A[4] (8 < 5) 為假
- j = 5: A[0] < A[5] (8 < 10) 為真 -> 交換,A 變為 [10, 3, 2, 7, 5, 8]。
因此,在 i = 0 結束時,陣列為 [10, 3, 2, 7, 5, 8]。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 27 · MC
1
數據庫數據表 STUDENT 具有屬性 StudentID、Name、Class、Gender 及 Score。以下哪一個 SQL 語句能正確顯示那些擁有超過 5 名女學生的班級的 Class 及其女學生人數?
  1. A.SELECT Class, COUNT(*) FROM STUDENT WHERE Gender = 'F' GROUP BY Class HAVING COUNT(*) > 5;
  2. B.SELECT Class, COUNT(*) FROM STUDENT GROUP BY Class HAVING Gender = 'F' AND COUNT(*) > 5;
  3. C.SELECT Class, COUNT(*) FROM STUDENT WHERE Gender = 'F' AND COUNT(*) > 5 GROUP BY Class;
  4. D.SELECT Class, COUNT(*) FROM STUDENT GROUP BY Class WHERE Gender = 'F' HAVING COUNT(*) > 5;

答案

a

解題

選項 (a) 正確。它先使用 WHERE 篩選出女學生,然後按 Class 分組,最後使用 HAVING 篩選出超過 5 人的班級。選項 (b) 錯誤,因為 Gender 在未被分組的情況下被用於 HAVING 篩選。選項 (c) 錯誤,因為聚合函數 (COUNT) 不能用於 WHERE 語句中。選項 (d) 的 SQL 關鍵字順序錯誤。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 28 · MC
1
一位插畫家在一項創用 CC(Creative Commons)授權條款下分享其數位藝術作品。該條款允許他人複製、分發及展示該作品,並允許他人對該作品進行修改或創作衍生作品。然而,任何商業性用途均被禁止,且所有修改後的作品必須在相同的授權條款下分享。該插畫家應用了以下哪一種創用 CC 授權?
  1. A.CC BY-ND
  2. B.CC BY-NC-ND
  3. C.CC BY-NC-SA
  4. D.CC BY-SA

答案

c

解題

該限制包括:署名(BY,CC的預設項)、非商業性(NC)及相同方式分享(SA,修改後的作品須以相同條款分享)。由於允許修改,因此沒有應用 ND(禁止衍生)限制。因此,該授權為 CC BY-NC-SA。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 29 · MC
1
關於虛擬記憶體(Virtual Memory),以下哪些敘述是正確的?

(1) 虛擬記憶體利用部分輔助儲存裝置(如硬碟或固態硬碟)來模擬額外的隨機存取記憶體(RAM)。
(2) 增加虛擬記憶體的大小可以像增加實體 RAM 一樣有效地提高 CPU 執行指令的速度。
(3) 當所需的記憶體分頁當前不在實體 RAM 中而需要從輔助儲存裝置中擷取時,會發生「缺頁中斷」(page fault)。
  1. A.只有 (1)
  2. B.只有 (1) 及 (3)
  3. C.只有 (2) 及 (3)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

b

解題

(1) 正確,虛擬記憶體利用輔助儲存空間擴展地址空間。(2) 錯誤,因為輔助儲存裝置的速度遠慢於實體 RAM,過度依賴虛擬記憶體會導致「抖動」(thrashing)而降低系統速度。(3) 根據缺頁中斷的定義,此敘述正確。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 30 · MC
1
一個網頁表單要求用戶輸入香港身份證號碼。系統對輸入進行了以下幾項數據校驗(數據驗證):
(1) 檢查輸入是否沒有留空。
(2) 檢查輸入格式是否為一個或兩個大寫英文字母,後接六位數字,再接一個括號內的數字或英文字母。
(3) 根據前面的字元,使用加權公式計算並驗證括號內的校驗碼是否正確。
以下哪項正確識別了這些數據校驗?
  1. A.(1) 存在校驗, (2) 值域校驗, (3) 類型校驗
  2. B.(1) 存在校驗, (2) 格式校驗, (3) 校驗位驗證
  3. C.(1) 類型校驗, (2) 格式校驗, (3) 值域校驗
  4. D.(1) 值域校驗, (2) 類型校驗, (3) 校驗位驗證

答案

b

解題

(1) 檢查必填欄位是否已填寫屬於「存在校驗」。(2) 檢查字元是否符合特定模板屬於「格式校驗」。(3) 使用數學演算法驗證其中嵌入的校驗字元是否正確屬於「校驗位驗證」。

評分準則

答對得 1 分。答錯、漏空或選擇多個答案均不給分。
題目 31 · 選擇題
1
若一個8位元暫存器使用二補碼表示法,進行二進制減法 \(01001100_2 - 10110101_2\) 後,其8位元二進制結果為何?以及是否會發生溢位(overflow)?
  1. A.\(10010111_2\),發生溢位
  2. B.\(10010111_2\),不發生溢位
  3. C.\(11001001_2\),發生溢位
  4. D.\(11001001_2\),不發生溢位

答案

A

解題

首先,將兩數轉換為十進制或直接以二進制計算。\(A = 01001100_2 = 76_{10}\)。\(B = 10110101_2\)。由於 \(B\) 的最高有效位(MSB)為 1,它是一個負數。將其求反加 1 可得其大小:\(01001010 + 1 = 01001011_2 = 75_{10}\)。因此 \(B = -75_{10}\)。減法運算為 \(A - B = 76 - (-75) = 151_{10}\)。8位元二補碼系統的範圍為 \([-128, 127]\)。由於 151 超出此範圍,故發生溢位。以二進制進行減法:\(01001100_2 - 10110101_2 = 01001100_2 + 01001011_2 = 10010111_2\)。結果的符號位為 1,表示負數,這與正數的相減結果矛盾,證實發生溢位。

評分準則

答對 A 得 1 分。
題目 32 · 選擇題
1
關於電腦系統中的快取記憶體(cache memory),下列哪些描述是正確的?
(1) 它儲存常用數據和指令,以縮短存取主記憶體的平均時間。
(2) 它的存取速度比暫存器(registers)快。
(3) 它位於 CPU 晶片內部或非常接近 CPU 晶片。
  1. A.僅限 (1)
  2. B.僅限 (1) 及 (3)
  3. C.僅限 (2) 及 (3)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

B

解題

描述 (1) 正確,快取記憶體作為暫存緩衝區,用以加快 CPU 與隨機存取記憶體(RAM)之間的數據存取。描述 (2) 錯誤,因為暫存器是直接位於 CPU 核心內的最快速記憶體,存取速度高於快取。描述 (3) 正確,快取記憶體設計在物理上非常接近或整合於 CPU 晶片中,以盡量減少延遲。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 33 · 選擇題
1
考慮以下兩個資料庫資料表:`STUDENT(StudentID, Name, ClassID)` 及 `CLASS(ClassID, ClassTeacher, RoomNo)`。`StudentID` 及 `ClassID` 分別為兩個資料表的主鍵(primary keys)。`STUDENT` 中的 `ClassID` 是參照 `CLASS` 的外鍵(foreign key)。為了維護參照完整性(referential integrity),下列哪些操作會被資料庫管理系統(DBMS)拒絕?
(1) 在 `STUDENT` 中插入一筆新記錄,而其 `ClassID` 答案並不存在於 `CLASS` 中。
(2) 刪除 `CLASS` 中的一筆記錄,而該 `ClassID` 目前已分配給 `STUDENT` 中的某些學生。
(3) 刪除 `STUDENT` 中的一筆記錄。
  1. A.僅限 (1)
  2. B.僅限 (2)
  3. C.僅限 (1) 及 (2)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

C

解題

操作 (1) 會被拒絕,因為 `STUDENT` 中的外鍵必須參照 `CLASS` 中已存在的主鍵。操作 (2) 會被拒絕,因為刪除仍有關聯子記錄的主記錄會使 `STUDENT` 中出現孤立記錄(orphan records),違反參照完整性。操作 (3) 是被允許的,因為刪除子資料表中的記錄不會違反任何參照完整性限制。

評分準則

答對 C 得 1 分。
題目 34 · 選擇題
1
某學校網絡子網的 IP 地址為 `192.168.10.32`,子網遮罩(subnet mask)為 `255.255.255.240`。下列哪些是該子網中主機電腦的有效 IP 地址?
(1) `192.168.10.35`
(2) `192.168.10.45`
(3) `192.168.10.47`
  1. A.僅限 (1)
  2. B.僅限 (1) 及 (2)
  3. C.僅限 (2) 及 (3)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

B

解題

子網遮罩為 `255.255.255.240`。最後一個八位元組含有 4 個子網位元和 4 個主機位元。擁有 4 個主機位元代表每個子網有 \(2^4 = 16\) 個 IP 地址。對於由 `192.168.10.32` 開始的子網:
- 子網/網絡地址:`192.168.10.32`
- 第一個有效主機地址:`192.168.10.33`
- 最後一個有效主機地址:`192.168.10.46`
- 廣播地址:`192.168.10.47`
因此,`192.168.10.35` 和 `192.168.10.45` 為有效主機地址。`192.168.10.47` 是廣播地址,不能分配給主機。所以只有 (1) 和 (2) 正確。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 35 · 選擇題
1
愛麗絲(Alice)想發送一封經加密和數位簽署的電郵給鮑勃(Bob)。她希望確保機密性(只有鮑勃能解密閱讀)和真實性(鮑勃能驗證電郵是由愛麗絲發送)。愛麗絲應分別使用甚麼密鑰來加密電郵內容以及建立數位簽署?
  1. A.加密電郵:鮑勃的私鑰;建立簽署:愛麗絲的公鑰
  2. B.加密電郵:愛麗絲的私鑰;建立簽署:鮑勃的公鑰
  3. C.加密電郵:鮑勃的公鑰;建立簽署:愛麗絲的私鑰
  4. D.加密電郵:愛麗絲的公鑰;建立簽署:鮑勃的私鑰

答案

C

解題

為了實現機密性,愛麗絲必須使用收件者的公鑰(鮑勃的公鑰)來加密電郵,這樣只有相對應的私鑰(鮑勃的私鑰)才能將其解密。為了實現真實性,愛麗絲必須使用自己的私鑰(愛麗絲的私鑰)對郵件進行簽署。鮑勃隨後便可以使用愛麗絲的公鑰來驗證該簽署。

評分準則

答對 C 得 1 分。
題目 36 · 選擇題
1
考慮以下偽代碼算法:
```
A = 45
B = 12
COUNT = 0
While A >= B Do
A = A - B
COUNT = COUNT + 1
EndWhile
```
執行算法後,`A` 和 `COUNT` 的值分別是多少?
  1. A.`A = 21`, `COUNT = 2`
  2. B.`A = 0`, `COUNT = 3`
  3. C.`A = 9`, `COUNT = 4`
  4. D.`A = 9`, `COUNT = 3`

答案

D

解題

讓我們對算法進行乾跑(dry run):
- 初始狀態:`A = 45`, `B = 12`, `COUNT = 0`
- 循環 1:`A >= B` (45 >= 12 為真)
- `A = 45 - 12 = 33`
- `COUNT = 0 + 1 = 1`
- 循環 2:`A >= B` (33 >= 12 為真)
- `A = 33 - 12 = 21`
- `COUNT = 1 + 1 = 2`
- 循環 3:`A >= B` (21 >= 12 為真)
- `A = 21 - 12 = 9`
- `COUNT = 2 + 1 = 3`
- 循環 4:`A >= B` (9 >= 12 為假)。循環結束。
- 最終數值:`A = 9`,`COUNT = 3`。

評分準則

答對 D 得 1 分。
題目 37 · 選擇題
1
一個學校註冊系統要求用戶以 `DD/MM/YYYY` 格式輸入學生的出生日期。下列哪些數據校驗(validation checks)可用於驗證輸入的正確性?
(1) 格式校驗(Format check),以確保輸入的斜線位於正確位置。
(2) 值域校驗(Range check),以確保月份 `MM` 介乎 1 至 12 之間。
(3) 雙重輸入(double entry)出生日期以作數據核對(Verification check)。
  1. A.僅限 (1) 及 (3)
  2. B.僅限 (2) 及 (3)
  3. C.僅限 (1) 及 (2)
  4. D.(1)、(2) 及 (3)

答案

C

解題

數據校驗(Validation checks)是由電腦自動進行的程序,以辨識無效的數據。(1) 格式校驗 和 (2) 值域校驗 均屬於數據校驗技術。(3) 雙重輸入是一種數據核對(Verification check)方法,用以檢查數據複製或輸入是否準確,但不屬於針對輸入字串格式本身的電腦自動校驗規則。因此,只有 (1) 和 (2) 正確。

評分準則

答對 C 得 1 分。
題目 38 · 選擇題
1
在作業系統中,虛擬記憶體管理裡的「分頁(paging)」技術之主要目的是甚麼?
  1. A.壓縮儲存在隨機存取記憶體(RAM)中的數據以節省系統資源
  2. B.自動重組儲存裝置的碎片以提高直接存取速度
  3. C.確保多個運作中的程序能同時寫入同一個實體記憶體地址而不會發生衝突
  4. D.將實體記憶體和虛擬記憶體劃分為固定大小的區塊,以允許向程序分配非連續的實體記憶體空間

答案

D

解題

分頁(paging)是一種記憶體管理機制,它消除了實體記憶體必須連續分配的限制。它將實體記憶體劃分為固定大小的區塊(稱為頁框/page frames),並將虛擬記憶體劃分為相同大小的區塊(稱為頁面/pages),使作業系統能將程序儲存在非連續的實體記憶體位置中。

評分準則

答對 D 得 1 分。
題目 39 · 選擇題
1
一名程式設計師希望在創用 CC(Creative Commons)授權條款下發布其軟件。他希望允許他人複製、分發和展示該軟件,但前提是必須標明原作者、不得用於商業用途,且不得對軟件進行任何修改(無衍生作品)。該程式設計師應選擇哪種創用 CC 授權組合?
  1. A.CC BY-NC-SA
  2. B.CC BY-NC-ND
  3. C.CC BY-SA-ND
  4. D.CC BY-NC

答案

B

解題

要求標明原作者需使用「姓名標示」(Attribution,簡寫 BY)。限制僅限非商業活動需使用「非商業性」(Non-Commercial,簡寫 NC)。禁止修改或建立衍生作品需使用「禁止改作」(No Derivatives,簡寫 ND)。因此,正確的組合是 CC BY-NC-ND。

評分準則

答對 B 得 1 分。
題目 40 · 選擇題
1
考慮以下資料庫資料表 `SALES(SalesID, ProductID, Region, Amount)`。哪一個 SQL 查詢能找出總銷售額(total sales amount)超過 50,000 的地區?
  1. A.SELECT Region FROM SALES WHERE SUM(Amount) > 50000 GROUP BY Region
  2. B.SELECT Region FROM SALES GROUP BY Region HAVING SUM(Amount) > 50000
  3. C.SELECT Region FROM SALES WHERE Amount > 50000 GROUP BY Region
  4. D.SELECT Region FROM SALES GROUP BY Region WHERE SUM(Amount) > 50000

答案

B

解題

要計算每個地區的總銷售額,我們必須使用 `GROUP BY Region` 按 `Region` 進行分組。要根據聚合條件(金額總和 > 50000)來篩選分組,我們必須使用 `HAVING` 子句,因為 `WHERE` 不能與 `SUM()` 等聚合函數一起使用。因此,選項 B 是正確的。

評分準則

答對 B 得 1 分。

卷一 乙部 (結構題)

回答本部分全部五道必答題。
5 題目 · 60
題目 1 · 必答 Structured Case Study
12
疫苗冷藏室中的數字溫度監測系統會記錄溫度和安全代碼。

(a) 感應器以 8 位元二補碼表示法記錄溫度。
(i) 將二進制表示 11110100 轉換為十進制。 (2 分)
(ii) 使用 8 位元二補碼可以表示的整數(十進制)範圍是多少? (2 分)

(b) 系統以十六進制格式記錄安全代碼。
(i) 將十進制數 213 轉換為 2 位的十六進制數。 (2 分)
(ii) 說明系統管理員比起二進制更傾向使用十六進制表示法的一個原因。 (2 分)

(c) 在傳輸數據時,系統使用帶偶校驗位的 ASCII 編碼。
(i) 字符 'A' 的十進制 ASCII 值為 65。寫出用於傳輸 'A' 的 8 位元字節(以校驗位作為最高有效位元)。 (2 分)
(ii) 解釋使用單個校驗位進行錯誤檢測的一個局限性。 (2 分)

答案

(a)(i) -12 (a)(ii) -128 to 127 (b)(i) D5 (b)(ii) Hexadecimal is shorter, more readable, and reduces transcription errors compared to binary. (c)(i) 01000001 (c)(ii) It cannot detect errors if an even number of bits are corrupted.

解題

(a) (i) 二補碼的 11110100 為負數。取反碼:00001011,加 1:00001100,即十進制 12。因此為 -12。
(ii) 範圍公式為:\(-2^{n-1}\) 至 \(2^{n-1} - 1\)。對於 8 位元,即 \(-2^7\) 至 \(2^7 - 1\),即 -128 至 127。

(b) (i) 213 / 16 = 13 餘 5。十六進制中 13 代表 D。因此為 D5。
(ii) 十六進制用單個字符代表 4 個位元,與二進制相比更短且更易於人類閱讀、編寫和除錯,同時保留了簡單的直接轉換關係。

(c) (i) 十進制 65 = 二進制 1000001(7位元)。'1' 的數量為 2(已為偶數)。因此,校驗位必須為 0 以保持 '1' 的總數為偶數。8位元字節為:01000001。
(ii) 單個校驗位只能檢測出奇數個位元錯誤。如果在傳輸過程中發生了偶數個位元(例如 2 個位元)出錯,校驗位仍會保持正確,導致錯誤無法被檢測。

評分準則

(a)(i) 數值正確(12)得 1 分,負號正確(-12)得 1 分。
(a)(ii) 下限正確(-128)得 1 分,上限正確(127)得 1 分。
(b)(i) 計算除以 16 的過程得 1 分,十六進制值正確(D5)得 1 分。
(b)(ii) 解釋合理的理由得 2 分(例如:可讀性、簡潔性、減少出錯)。
(c)(i) 將 65 轉換為二進制(1000001)得 1 分,加上正確的偶校驗位(0)置於最高位得 1 分。
(c)(ii) 解釋偶數個位元錯誤會抵消校驗位變化而無法檢測得 2 分。
題目 2 · 必答 Structured Case Study
12
學校圖書館數據庫管理系統包含以下兩個數據表:BOOKS 和 LOANS。

BOOKS (BookID, Title, Author, Category)
LOANS (LoanID, BookID, MemberID, LoanDate, ReturnDate)

(a) 指出 BOOKS 和 LOANS 之間的關係。解釋此關係是如何在模式中實現的。 (2 分)
(b) 以 BookID 為例,解釋參照完整性(referential integrity)在該數據庫中的重要性。 (2 分)
(c) 編寫一個 SQL 查詢,以檢索 'Science' 類別中所有圖書的 Title 和 Author。 (2 分)
(d) 編寫一個 SQL 查詢,找出被借閱超過 5 次的每本圖書的 BookID 及其總借閱次數。 (3 分)
(e) 解釋為什麼不應該將圖書的 Title 存儲在 LOANS 數據表中。 (3 分)

答案

(a) One-to-many. It is implemented by including BookID (primary key of BOOKS) as a foreign key in LOANS. (b) It ensures that every BookID in LOANS must exist in BOOKS, preventing loans for non-existent books. (c) SELECT Title, Author FROM BOOKS WHERE Category = 'Science'; (d) SELECT BookID, COUNT(*) FROM LOANS GROUP BY BookID HAVING COUNT(*) > 5; (e) Storing Title in LOANS introduces data redundancy, leading to storage waste and update anomalies.

解題

(a) 該關係是一對多(一本書可以被借閱多次)。它是通過將 BOOKS 表的主鍵(`BookID`)作為外鍵放入 LOANS 表中來實現的。

(b) 參照完整性確保相關數據表之間的一致性。具體來說,它防止用戶在 LOANS 中插入不存在於 BOOKS 表中的 `BookID` 的記錄,並防止在 LOANS 中仍有借閱記錄時刪除 BOOKS 中的圖書。

(c) SQL 查詢如下:
`SELECT Title, Author FROM BOOKS WHERE Category = 'Science';`

(d) SQL 查詢使用 GROUP BY 進行分組,並用 HAVING 過濾聚合結果:
`SELECT BookID, COUNT(*) FROM LOANS GROUP BY BookID HAVING COUNT(*) > 5;`
(接受使用 `COUNT(LoanID)` 或 `COUNT(BookID)` 代替 `COUNT(*)`)。

(e) 在 LOANS 表中存儲 `Title` 會導致數據冗餘,因為圖書標題已記錄在 BOOKS 表中。這不僅浪費存儲空間,還會導致更新異常(例如,如果在 BOOKS 中修改了書名,則必須在 LOANS 中的多條記錄中手動更新它,否則會導致數據不一致)。

評分準則

(a) 指出一對多關係得 1 分,解釋外鍵連接方式得 1 分。
(b) 解釋數據庫一致性概念得 1 分,結合防止 LOANS 中出現無效 BookID 的情境解釋得 1 分。
(c) SELECT 及 FROM 子句正確得 1 分,WHERE 子句正確得 1 分。
(d) 寫出 SELECT BookID, COUNT(*) 得 1 分,GROUP BY BookID 得 1 分,HAVING COUNT(*) > 5 得 1 分。
(e) 指出數據冗餘/浪費存儲空間得 1 分,詳細解釋更新異常(修改書名時可能導致數據不一致)得 2 分。
題目 3 · 必答 Structured Case Study
12
陳先生正在為他的新辦公室設置區域網絡(LAN)。

(a) 他正在選擇網絡硬件以連接 15 台電腦。
(i) 從網絡傳輸效能的角度,解釋為什麼網絡交換器(switch)比網絡集線器(hub)更合適。 (2 分)
(ii) 解釋為什麼網絡交換器比網絡集線器更安全。 (2 分)

(b) 辦公室的路由器啟用了 DHCP。
(i) 寫出 DHCP 的英文全稱並描述其主要功能。 (2 分)
(ii) 如果用戶端電腦無法連接到 DHCP 服務器,它可能會為自己分配一個 APIPA 地址。這台電腦能訪問互聯網嗎?解釋你的答案。 (2 分)

(c) 陳先生希望保護他的網絡免受外部威脅。
(i) 區分封包過濾(packet filtering)和應用層閘道(application-level gateway / proxy)防火牆。 (2 分)
(ii) 舉出一個可以在封包過濾防火牆中配置的規則示例,以僅允許網頁流量(HTTP)到達內部網頁服務器。 (2 分)

答案

(a)(i) A switch transmits packets only to the target device, reducing network collisions and boosting throughput, unlike a hub which broadcasts to all ports. (a)(ii) A hub broadcasts data to all ports, making it easy to sniff traffic. A switch isolates traffic to the destination port. (b)(i) Dynamic Host Configuration Protocol. It automatically assigns IP addresses and configurations to devices. (b)(ii) No. APIPA addresses are non-routable link-local addresses, meaning they only allow communication within the local subnet. (c)(i) Packet filtering looks only at IP/port headers, while application-level gateway inspects the actual packet payload and application protocols. (c)(ii) Allow incoming TCP packets only if the destination port is 80 (or 443) and directed to the web server's IP.

解題

(a) (i) 交換器在發送端和接收端之間建立直接連接(單播),而集線器則將數據封包廣播到所有連接的埠。這減少了網絡碰撞和擁塞,從而提高了整體網絡帶寬和傳輸效能。
(ii) 由於集線器會廣播所有數據,網絡上的任何設備都可以使用封包分析工具輕鬆竊聽和截獲原本發送給其他設備的流量。交換器僅將流量定向到特定的目的地埠,從而防止了未授權的竊聽。

(b) (i) DHCP 代表 Dynamic Host Configuration Protocol(動態主機設定協定)。其主要功能是在設備連接到網絡時,自動為其動態分配 IP 地址、子網掩碼、預設閘道和 DNS 服務器配置。
(ii) 不能。APIPA 地址(例如 169.254.x.x)是自分配的鏈路本地地址。它在互聯網上是不可路由的,這意味著該設備只能與同一子網上的其他本地設備通信。

(c) (i) 封包過濾防火牆在網絡層和傳輸層檢查封包(檢查源/目的 IP 地址、埠號和協議),而不檢查數據負載。應用層閘道防火牆則充當代理,在應用層檢查實際內容/負載,以驗證特定協議的命令。
(ii) 規則示例:「允許來自任何 IP 地址、源埠為任意、目的 IP 為 [網頁服務器 IP 地址] 且目的埠為 80 (HTTP) 或 443 (HTTPS) 的傳入 TCP 封包,並阻止所有其他傳入流量。」

評分準則

(a)(i) 指出集線器廣播與交換器單播的區別得 1 分,將其與減少碰撞/提高效能相聯繫得 1 分。
(a)(ii) 解釋交換器如何隔離流量以防止封包竊聽(相較於集線器的廣播)得 2 分。
(b)(i) 英文全稱正確得 1 分,描述自動分配 IP 配置功能得 1 分。
(b)(ii) 回答「不能」得 1 分,解釋 APIPA 地址是鏈路本地/不可路由的得 1 分。
(c)(i) 定義封包過濾(檢查 IP/埠標頭)得 1 分,定義應用層閘道(檢查應用數據負載/代理)得 1 分。
(c)(ii) 描述一條完整的規則(包含目的 IP、協議 (TCP) 和埠號 (80 或 443))得 2 分。
題目 4 · 必答 Structured Case Study
12
以下演算法旨在尋找大小為 N(其中 N >= 2)的陣列 A 中的第二大數。假設陣列 A 中的所有元素均不相同。

```
largest = A[1]
second_largest = -999999
For i = 2 To N Do
If A[i] > largest Then
second_largest = [ (i) ]
largest = [ (ii) ]
Else If [ (iii) ] Then
second_largest = A[i]
End If
End For
```

(a) 通過寫出空格 (i)、(ii) 和 (iii) 的代碼來完成該演算法。 (4 分)

(b) 如果 N = 4 且 A = [12, 15, 8, 14],追蹤該演算法,顯示每次迭代後變量 i、largest 和 second_largest 的值。 (4 分)

(c) 在最壞情況下,對於大小為 N 的陣列,使用上述演算法會進行多少次陣列元素之間的比較(即涉及 A[i] 的比較)?解釋你的答案。 (2 分)

(d) 簡要解釋你將如何修改此演算法,以在陣列 A 中尋找第二小的數。 (2 分)

答案

(a)(i) largest (a)(ii) A[i] (a)(iii) A[i] > second_largest (b) Trace table values: i=2: largest=15, second_largest=12; i=3: largest=15, second_largest=12; i=4: largest=15, second_largest=14. (c) 2(N - 1) comparisons. In the worst case, both the 'If' and 'Else If' conditions are evaluated in every iteration. (d) Initialize smallest and second_smallest to a very large number, and change comparison operators from > to <.

解題

(a)
(i) `largest`
(ii) `A[i]`
(iii) `A[i] > second_largest`(接受 `A[i] > second_largest And A[i] < largest`)

(b) 追蹤 N = 4, A = [12, 15, 8, 14]:
初始狀態:largest = 12, second_largest = -999999
- 迭代 1 (i = 2, A[2] = 15):
因為 15 > 12 為真:
second_largest = largest = 12
largest = A[2] = 15
- 迭代 2 (i = 3, A[3] = 8):
因為 8 > 15 為假,
檢查 Else If:8 > 12 為假。無變化。(largest = 15, second_largest = 12)
- 迭代 3 (i = 4, A[4] = 14):
因為 14 > 15 為假,
檢查 Else If:14 > 12 為真:
second_largest = 14。(largest = 15, second_largest = 14)

(c) 在最壞情況下,第一個元素之後的每個元素(即 N - 1 個元素)都不大於目前的 `largest`,但大於目前的 `second_largest`(或者每次都會評估這兩個條件)。這會迫使 `If` 語句和 `Else If` 語句都被評估。因此,每次迭代執行 2 次比較。
總比較次數 = \(2(N - 1)\)。

(d) 尋找第二小的數修改方法:
1. 將 `second_largest`(重命名為 `second_smallest`)的初始值改為一個極大的正數(例如 999999)。
2. 將 `largest`(重命名為 `smallest`)的初始值設為 `A[1]`。
3. 將條件中的所有比較運算符反轉:在 `If` 和 `Else If` 語句中將 `>` 改為 `<`。

評分準則

(a) 空格 (i) 得 1 分,空格 (ii) 得 1 分,空格 (iii) 得 2 分。
(b) 1 分用於正確的初始設置,其餘 3 分用於每次迭代的正確值(清晰顯示 3 次迭代,每次正確迭代得 1 分)。
(c) 指出 2(N - 1) 次比較得 1 分,解釋最壞情況下 If 和 Else If 檢查都必須執行得 1 分。
(d) 指出將初始值更改為極大數得 1 分,指出將比較運算符由 > 改為 < 得 1 分。
題目 5 · 必答 Structured Case Study
12
某城市正在部署啟用物聯網(IoT)的智能路燈,這些路燈配備了交通攝像頭、環境感應器和無線通信鏈路。

(a) 描述使用啟用物聯網的智能路燈相比傳統路燈的兩個優點。 (2 分)

(b) 交通攝像頭捕捉連續的實時視頻以分析交通流量。
(i) 指出市民對該系統提出的兩個潛在隱私擔憂。 (2 分)
(ii) 提出政府可以採取的三項技術或行政措施中的兩項,以解決這些隱私擔憂。 (2 分)

(c) 路燈將歷史環境數據上傳到中央雲端服務器。
(i) 說明使用雲端存儲而不是在每盞路燈內部進行本地存儲的一個優點。 (2 分)
(ii) 說明完全依賴中央雲端服務來管理此關鍵城市基礎設施的兩個風險。 (2 分)

(d) 解釋如何在此系統中應用「邊緣計算(Edge Computing)」以減少網絡帶寬使用。 (2 分)

答案

(a) Smart dimming for energy efficiency, and automatic fault reporting. (b)(i) Tracking of citizens' locations, and unauthorized facial recognition. (b)(ii) Anonymize video data on-site, and establish strict data deletion policies. (c)(i) Centralized data analysis, and scalable storage without hardware limits on poles. (c)(ii) Single point of failure if the network goes down, and risk of cyberattacks on the central cloud. (d) Process video locally on the streetlight to count cars and only send numerical data instead of raw video streams.

解題

(a) 物聯網路燈的優點:
1. 動態/智能調光:感應器可以檢測行人和車輛,在無人時調暗燈光,節省能源。
2. 遠程監控/預測性維護:燈泡損壞會自動報告給維護部門,無需人工巡檢。

(b) (i) 隱私擔憂:
1. 位置追蹤:市民的日常出行路線和位置可能會被全程監控。
2. 未經同意的身分識別:高解析度攝像頭可能會在未經居民允許的情況下進行人臉識別或讀取車牌。
(ii) 措施:
1. 在存儲或傳輸之前,在邊緣端對人臉和車牌進行模糊化/匿名化處理。
2. 制定明確的數據保留政策(例如,在 24 小時後刪除錄製的視頻,僅保留數值的交通數據)。

(c) (i) 雲端存儲可以實現全城市數據的集中處理和分析。它還降低了單個路燈的硬件成本,並確保在路燈物理單元損壞時數據不會丟失。
(ii) 風險:
1. 網絡依賴性:如果失去網絡連接,路燈的實時控制和監修將會失效。
2. 安全漏洞:中央雲端數據庫是黑客的高價值目標;一旦被攻破,整個城市的電力/路燈控制可能會陷入癱瘓。

(d) 邊緣計算意味著在路燈的處理器(網絡邊緣)本地處理數據。路燈不再將繁重的高清原始視頻流傳輸到雲端,而是在本地處理視頻以計算車輛/行人數量,並且僅將輕量級的數值結果(例如「交通流量 = 15」)發送到雲端,從而大幅減少帶寬消耗。

評分準則

(a) 每個有效的優點得 1 分(例如:節能、自動維護警報),最多 2 分。
(b)(i) 每個有效的隱私擔憂得 1 分(位置追蹤、人臉識別),最多 2 分。
(b)(ii) 每個有效的技術/行政措施得 1 分(數據遮蔽、嚴格的保留規則),最多 2 分。
(c)(i) 解釋集中管理或存儲擴展性的優點得 2 分。
(c)(ii) 指出網絡連接依賴性得 1 分,指出網絡攻擊安全風險得 1 分。
(d) 解釋在設備本地處理原始視頻,僅發送分析後的數值元數據以減少網絡傳輸,得 2 分。

卷二 (Elective 結構題)

在選考的選修單元試卷中回答四道題中的任意三道。
3 題目 · 45
題目 1 · Elective Structured Case Study
15
一間精品寵物酒店使用關係數據庫來管理房間預訂。該數據庫包括以下數據表:\n\nPET (PetID, PetName, Species, OwnerName, ContactNo)\nROOM (RoomNo, Category, DailyRate)\nBOOKING (BookingID, PetID, RoomNo, StartDate, EndDate, ActualCost)\n\n(a) 數據庫概念:\n(i) 解釋為什麼 PetID 和 RoomNo 的組合不能用作 BOOKING 表的主鍵。 (2 分)\n(ii) 指出 BOOKING 表和 PET 表之間必須遵守的參照完整性約束。 (2 分)\n\n(b) 規範化:\n酒店經理最初設計了一個平面文件來記錄發票詳情:\nINVOICE (InvoiceNo, PetID, OwnerName, OwnerAddress, CheckInDate, CheckOutDate, RoomNo, RoomType, Rate)\n註:如果業主在同一張發票下為不同的寵物預訂了多個房間,則一張發票可以包含多個房間。\n(i) 解釋為什麼這個關係不符合第一範式 (1NF)。 (1 分)\n(ii) 按步驟將該關係規範化至第三範式 (3NF)。清晰指出各表的主鍵和外鍵。 (4 分)\n\n(c) SQL 查詢:\n(i) 編寫一個 SQL 語句,以尋找 2023 年內每個 RoomNo 所產生的總收入 (ActualCost)。 (3 分)\n(ii) 編寫一個 SQL 語句,以列出從未預訂過 Category 為 'Deluxe' 房間的寵物的 PetID 和 PetName。 (3 分)

答案

Detailed solution provided in the solution field.

解題

(a)(i) 寵物可以在不同的日期多次預訂同一個房間。因此,PetID 和 RoomNo 的組合並非唯一的,無法唯一標識一筆預訂記錄。\n(a)(ii) BOOKING 表中的 PetID 是一個外鍵,參照 PET 表中的主鍵 PetID。BOOKING 中的每個 PetID 必須存在於 PET 表中,以確保預訂記錄與有效的已註冊寵物相關聯。\n\n(b)(i) 當預訂多個房間時,單個發票會出現重複的房間詳情組(RoomNo, RoomType, Rate),這違反了 1NF 的原子性要求。\n(b)(ii)\n1NF:\nINVOICE (InvoiceNo, PetID, OwnerName, OwnerAddress, CheckInDate, CheckOutDate)\nINVOICE_ROOM (InvoiceNo, RoomNo, RoomType, Rate)\n\n2NF(消除部分依賴):\nINVOICE (InvoiceNo, PetID, OwnerName, OwnerAddress, CheckInDate, CheckOutDate)\nINVOICE_ROOM (InvoiceNo, RoomNo)\nROOM_DETAILS (RoomNo, RoomType, Rate)\n\n3NF(消除遞移依賴:OwnerName 和 OwnerAddress 依賴於 PetID,而 PetID 依賴於 InvoiceNo):\nINVOICE (InvoiceNo, PetID, CheckInDate, CheckOutDate) [主鍵: InvoiceNo, 外鍵: PetID]\nPET_OWNER (PetID, OwnerName, OwnerAddress) [主鍵: PetID]\nROOM_DETAILS (RoomNo, RoomType, Rate) [主鍵: RoomNo]\nINVOICE_ROOM (InvoiceNo, RoomNo) [主鍵: (InvoiceNo, RoomNo), 外鍵: InvoiceNo, RoomNo]\n\n(c)(i)\nSELECT RoomNo, SUM(ActualCost) AS TotalRevenue\nFROM BOOKING\nWHERE StartDate >= '2023-01-01' AND StartDate <= '2023-12-31'\nGROUP BY RoomNo;\n\n(c)(ii)\nSELECT PetID, PetName\nFROM PET\nWHERE PetID NOT IN (\n SELECT PetID\n FROM BOOKING B JOIN ROOM R ON B.RoomNo = R.RoomNo\n WHERE R.Category = 'Deluxe'\n);

評分準則

(a)(i) 指出寵物可以隨時間多次預訂同一個房間得 1 分;解釋其違反主鍵的唯一性約束得 1 分。\n(a)(ii) 識別 BOOKING 中的外鍵 PetID 得 1 分;指出它必須映射到 PET 中有效的 PetID 得 1 分。\n(b)(i) 識別出重複的房間屬性違反原子性得 1 分。\n(b)(ii) 正確的 1NF 得 1 分;正確的 2NF 得 1 分;正確定義主鍵/外鍵的 3NF 得 2 分。\n(c)(i) 使用 SUM 和 GROUP BY 的 SELECT 語句得 1 分;正確的 WHERE 日期過濾器得 1 分;語法正確得 1 分。\n(c)(ii) 檢索 Deluxe 房間預訂的正確子查詢得 1 分;帶有 NOT IN 的外查詢得 1 分;正確的投影和語法得 1 分。
題目 2 · Elective Structured Case Study
15
某學校正在設計一個基於網頁的學生會選舉投票平台。\n\n(a) 會話管理與安全:\n(i) 對比使用 Cookie 和 Session 儲存登錄狀態的安全性。 (2 分)\n(ii) 系統開發人員決定強制連接使用 HTTPS。簡要解釋 HTTPS 如何保護傳輸中的選民憑證,並指出用於建立初始安全連接的加密技術。 (2 分)\n\n(b) 客戶端與伺服器端:\n系統需要驗證兩件事:\n驗證 1:檢查輸入的學生 ID 格式是否符合正則表達式 ^S[0-9]{5}$。\n驗證 2:檢查該學生是否已經投票。\n(i) 指出驗證 1 和驗證 2 應在客戶端還是伺服器端實現。解釋你的選擇。 (4 分)\n\n(c) AJAX 與數據交換:\n該平台使用 AJAX 來顯示實時結果,而不需要刷新整個頁面。\n(i) 描述 AJAX 在此場景中如何運作以動態獲取並顯示實時結果。 (3 分)\n(ii) 在數據傳輸大小以及在客戶端 JavaScript 中處理的便利性方面,比較用於傳輸這些實時結果的 XML 和 JSON 格式。 (4 分)

答案

Detailed solution provided in the solution field.

解題

(a)(i) Cookie 儲存在客戶端(瀏覽器),容易被篡改或通過跨站腳本攻擊 (XSS) 被盜取。Session 則安全地儲存在伺服器端,客戶端 Cookie 中僅儲存會話 ID,這防止了用戶直接查看或修改敏感的會話變量。\n(a)(ii) HTTPS 使用 SSL/TLS 加密瀏覽器與伺服器之間的所有通信,防止竊聽和篡改。它在初始握手期間使用非對稱加密(公開金鑰加密)來建立安全的對稱密鑰。\n\n(b) 驗證 1:客戶端。它能為用戶提供即時反饋,而無需等待伺服器的往返響應,從而改善用戶體驗並節省伺服器頻寬。\n驗證 2:伺服器端。檢查學生是否已投票需要查詢安全地位於伺服器端的中央數據庫。客戶端代碼可以被惡意用戶繞過,因此關鍵的安全完整性檢查必須在伺服器端進行。\n\n(c)(i)\n1. JavaScript 在後台創建 XMLHttpRequest 對象或使用 Fetch API。\n2. 向網頁伺服器發送異步 HTTP 請求以獲取投票數據。\n3. 伺服器查詢數據庫並將數據(例如 JSON 格式)傳回。\n4. JavaScript 解析響應並動態更新 DOM 以在不重新載入頁面的情況下顯示結果。\n\n(c)(ii)\n數據傳輸大小:JSON 更加緊湊,因為它使用簡單的鍵值對語法;而 XML 需要冗長的開始和結束標籤,導致傳輸負載較大。\n在 JavaScript 中處理的便利性:JavaScript 原生支持 JSON,可以使用 JSON.parse() 直接解析為 JS 對象。XML 則需要通過 DOMParser 進行解析,在 JS 中要複雜得多且運算開銷較大。

評分準則

(a)(i) 指出 Cookie 的儲存位置/風險得 1 分;指出 Session 的儲存位置/安全性得 1 分。\n(a)(ii) 指出加密可以防止竊聽/篡改得 1 分;指出非對稱/公開金鑰加密技術得 1 分。\n(b) 正確分配客戶端(驗證 1)和伺服器端(驗證 2)得 1 分。驗證 1 的解釋(體驗/頻寬)得 1.5 分;驗證 2 的解釋(數據庫安全/繞過客戶端檢查)得 1.5 分。\n(c)(i) 後台請求發起得 1 分;伺服器處理並返回數據得 1 分;JS DOM 更新而無需重新載入得 1 分。\n(c)(ii) 指出 JSON 體積較小得 1 分;解釋原因(無標籤)得 1 分。指出 JSON 為原生/易用得 1 分;指出 XML 需要 DOM 解析得 1 分。
題目 3 · Elective Structured Case Study
15
需要開發一個演算法來處理和分析數據。\n\n(a) 考慮以下遞歸函數 solve(n, k):\n\n```\nfunction solve(n, k)\n if n == 0 or k == 0 then\n return 1\n else if n < k then\n return solve(n, n)\n else\n return solve(n - 1, k) + solve(n, k - 1)\n end if\nend function\n```\n\n(i) 指出此遞歸函數的基本情況 (base cases)。 (1 分)\n(ii) 畫出遞歸樹或寫出求值步驟,以求出 solve(2, 2) 的最終返回值。 (4 分)\n\n(b) 演算法效率:\n考慮一個大小為 N 且包含互不相同整數的數組 A。程式設計師想找到數組中的第二小元素。\n方法 1:使用冒泡排序 (Bubble Sort) 按升序對數組進行排序,然後返回索引為 1 的元素(第二個元素)。\n方法 2:使用單次循環來記錄最小和第二小的元素。\n\n(i) 以大 O 記號指出方法 1 和方法 2 在最壞情況下的時間複雜度。 (2 分)\n(ii) 編寫方法 2 的偽代碼。 (5 分)\n(iii) 解釋當 N 非常大(例如 \(N = 10^6\))時,為什麼方法 2 比方法 1 適合得多。 (3 分)

答案

Detailed solution provided in the solution field.

解題

(a)(i) 基本情況為當 n == 0 或 k == 0 時。\n(a)(ii)\n- solve(2, 2) = solve(1, 2) + solve(2, 1)\n- 求值 solve(1, 2):\n 由於 n < k (1 < 2),solve(1, 2) = solve(1, 1)\n - solve(1, 1) = solve(0, 1) + solve(1, 0)\n - solve(0, 1) 返回 1 (基本情況 n == 0)\n - solve(1, 0) 返回 1 (基本情況 k == 0)\n - 因此,solve(1, 1) = 1 + 1 = 2,從而 solve(1, 2) = 2\n- 求值 solve(2, 1):\n - solve(2, 1) = solve(1, 1) + solve(2, 0)\n - 我們已知 solve(1, 1) = 2\n - solve(2, 0) 返回 1 (基本情況 k == 0)\n - 因此,solve(2, 1) = 2 + 1 = 3\n- 總和:solve(2, 2) = 2 + 3 = 5。\n\n(b)(i)\n方法 1:\(O(N^2)\)\n方法 2:\(O(N)\)\n\n(b)(ii)\n```\nmin1 = 無限大\nmin2 = 無限大\nfor i from 0 to N-1 do\n if A[i] < min1 then\n min2 = min1\n min1 = A[i]\n else if A[i] < min2 then\n min2 = A[i]\n end if\nend for\nreturn min2\n```\n\n(b)(iii)\n方法 1 的最壞情況複雜度為 \(O(N^2)\),當 \(N = 10^6\) 時將需要約 \(10^{12}\) 次操作,這將導致 CPU 超時/效能瓶頸。而具有 \(O(N)\) 複雜度的方法 2 只需大約 \(10^6\) 次操作,可在不足一秒內執行完畢,具有極高的效率與擴展性。

評分準則

(a)(i) 識別出兩個基本情況(n == 0 或 k == 0)得 1 分。\n(a)(ii) 正確展開 solve(2, 2) 得 1 分;正確轉換 solve(1, 2) -> solve(1, 1) 得 1 分;通過基本情況算出中間值得 1 分;得出正確最終結果 5 得 1 分。\n(b)(i) 每個正確的時間複雜度各得 1 分(方法 1 為 O(N^2),方法 2 為 O(N))。\n(b)(ii) 將追蹤變量初始化為足夠大的值得 1 分。正確的循環結構得 1 分。正確的 if 子句(用於更新 min1 並轉移到 min2)得 1.5 分。正確的 else-if 條件(用於更新 min2)得 1.5 分。\n(b)(iii) 提及效率類型的不同(線性 vs 二次)得 1 分。指出隨著 N 的增加,二次時間操作的增長速度遠高於線性得 1 分。指出實際性能後果(超時/瓶頸)得 1 分。