必修單元 A：數據庫

5.0 導入與本頁工具

本頁會循序介紹必修單元 A 之「數據庫」範圍，並配合一個可即時操作的數據庫工具，讓你可以邊學邊做。 你會練習：建立簡單數據表、利用表單輸入資料、進行單表查詢（選取／篩選／排序）、製作基本報表，以及解讀簡單 SQL（結構化查詢語言）語句。

重點提醒：本頁的練習以「單表」為主（符合必修要求），但你亦會在頁末看到「同一個數據庫可以包含多張數據表」的完成品示例。

練習方式：每個課題設有獨立練習區

  • 數據庫工具的引擎只會載入一次，操作更流暢。
  • 每一個課題都有自己的練習區（sandbox）：你在某一節所做的改動，不會影響其他課題。
  • 每一節都提供「重置」按鈕：需要回到起點時，一按即可清除該練習區的改動。
  • 工具右上角提供「顯示其他數據表」開關：預設只顯示本節需要的重點數據表；如課堂需要或你想延伸探索，可打開以查看其他表。
如你在工具內看不到你想要的分頁，請留意上方分頁列（Tables / Forms / Queries / Reports / SQL Console）。 本頁會在每一節的「操作教學」中指示你應該使用哪一個分頁。

5.1 DBMS 實作：簡單表、欄類型、基本輸入

重點

  • 理解數據庫管理系統（DBMS）在「儲存、管理、查詢」資料上的角色，以及「數據庫 → 數據表 → 欄 → 紀錄」的層次。
    操作教學：
    1. 按上方「開啟本節練習」打開工具，工具會停留在 Tables 分頁。
    2. 在左側列表觀察：目前練習區是空白的（刻意設計），你將由零開始建立一張新數據表。
    3. 你建立好數據表後，左側會出現表名；點擊表名即可進入該表的資料檢視（Datasheet）。
  • 能建立一張簡單數據表，設定欄名與資料類型，並為重要欄加入基本約束（例如：必填、唯一）。
    操作教學（示例：建立 students 表）：
    1. 在 Tables 分頁按 + Table。
    2. 在「Table Name」輸入：students。
    3. 依次加入以下欄（每列一個欄）：
    4. 建議欄設計
      • StudentID：Type 選 TEXT；勾選 PK（主關鍵碼）及 NN（不可留空）
      • Name：Type 選 TEXT；勾選 NN
      • ClassID：Type 選 TEXT；勾選 NN
      • Score：Type 選 INTEGER；可先不勾 NN（允許暫時空白）
    5. 按 Save 儲存數據表。
    6. 成功後，你會在左側看到 students，點擊它進入資料檢視。
  • 能在資料檢視（Datasheet）輸入基本資料，並分辨「一格是欄值、一行是一筆紀錄」。
    操作教學：
    1. 在左側點選 students。
    2. 在右側選擇子分頁 Datasheet（如未顯示，請先確認你已點選該數據表）。
    3. 嘗試新增 2–3 筆紀錄，例如：
    4. 示例紀錄
      StudentID = S101，Name = 陳小華，ClassID = 4A，Score = 76
    5. 若你輸入了重複的 StudentID（已設為主關鍵碼），系統會提示錯誤；這正是約束保護數據一致性的例子。
  • 懂得用簡單約束提升數據質素，例如用 CHECK 限制數值範圍。
    操作教學（為 Score 加入範圍約束）：
    1. 在 Tables 分頁選擇 students，切到子分頁 Design。
    2. 找到 Score 那一行，在「CHECK」欄輸入：Score BETWEEN 0 AND 100
    3. 按 Save。
    4. 回到 Datasheet，嘗試輸入 Score = 120，觀察系統如何阻止不合理數值。
提示：如你忘記了某個名詞或規則，可用上方按鈕翻閱 flashcard。

在必修範圍內，你不需要建立非常複雜的數據庫結構，但你必須理解 DBMS 如何把資料變成「可管理」的形式。最核心的概念是： DBMS 不是單純儲存資料，而是透過「數據表結構（欄）＋規則（約束）」把資料整理成一致而可靠的狀態，方便之後查詢與輸出。

建表時，先想清楚「你要記錄甚麼」：例如學生資料最少要有 StudentID、Name、ClassID。然後再想「哪一些欄必須唯一、必須存在」， 例如 StudentID 不應重複，所以適合做主關鍵碼；Name 不能空白，所以可設為不可留空。

最後一步是把資料放進去並檢查約束是否有效。若你發現系統能夠阻止重複 StudentID 或不合理的分數， 代表你的表設計已能協助你維持資料的正確性，後續做查詢與報表時就會更可靠。

Check Point 5.1：概念快測

請按「下一題」開始。

5.2 表單輸入（Form）

重點

  • 明白表單（Form）的用途：用較友善的介面把資料寫入數據表，減少漏填與錯填。
    操作教學：
    1. 按「開啟本節練習」打開工具，系統會載入有示例資料的 students 表。
    2. 在分頁列選擇 Forms，你會看到以 students 表為基礎的輸入介面。
    3. 表單每一項輸入框對應數據表的一個欄，提交後會新增一筆紀錄。
  • 能用表單新增紀錄，並懂得回到 Datasheet 驗證資料是否成功寫入。
    操作教學：
    1. 在 Forms 分頁填寫：
    2. StudentID = S200，Name = 何家明，ClassID = 4B，Score = 61
    3. 按表單的提交按鈕（Submit / Add / Insert）。
    4. 切換到 Tables → Datasheet，檢查是否出現新紀錄（可用排序或查詢協助尋找）。
  • 能理解表單輸入仍會受數據表約束影響，並能根據錯誤訊息修正輸入。
    操作教學（故意觸發一次錯誤）：
    1. 在表單中嘗試輸入一個已存在的 StudentID（例如 S001）並提交。
    2. 觀察系統提示：因 StudentID 是主關鍵碼，不能重複。
    3. 把 StudentID 改為新值（例如 S201）後再提交。
  • 能把「輸入介面」與「資料設計」連繫：資料設計越清晰（欄名、約束越合理），表單越容易正確輸入。
    操作教學：
    1. 回到 Tables → Design 檢視 students 的欄設計（PK、NN、CHECK 等）。
    2. 思考：若 Score 沒有範圍約束，表單便難以阻止 999 這類輸入；相反，有約束時 DBMS 會替你把關。
提示：表單看似簡單，但它背後其實要配合數據表結構與約束，才能真正減少錯誤。

表單的價值不只是「看起來比較易輸入」，而是它能讓輸入流程更一致、降低錯誤率。當數據表設計清晰， 表單就能直接反映你的設計：哪些欄必須填、哪些值不合理、哪些欄不可重複。

但要注意：表單不是萬能。最可靠的做法，是把關鍵規則放到數據表的約束中（例如主關鍵碼、CHECK）， 表單則負責提供清晰的輸入介面。這樣即使資料由其他方式進入（例如匯入或 SQL），依然能保持一致。

完成表單輸入後，請養成習慣回到 Datasheet 驗證資料是否真的寫入，以及是否符合預期。 這是最簡單但最有效的「自我檢查」。

Check Point 5.2：表單輸入判斷題

請按「下一題」開始。

5.3 單表 Query：select / filter / sort

重點

  • 掌握單表查詢的三件事：選取（SELECT 取哪些欄）、篩選（WHERE 留哪些紀錄）、排序（ORDER BY 以甚麼次序顯示）。
    操作教學：
    1. 按「開啟本節練習」進入工具，切到 Queries 分頁。
    2. 在「Base table」選擇 students（如已預設選好可略過）。
    3. 在 fields 區把需要顯示的欄勾選（例如 StudentID、Name、ClassID、Score）。
    4. 先不加任何條件，按 Preview 查看「純選取」結果。
  • 能做基本篩選（filter）：只顯示符合條件的紀錄，例如某班學生或及格學生。
    操作教學（例：只看 4A 並且 Score ≥ 60）：
    1. 在 criteria 區新增條件：
      • Field：ClassID；Op：=；Value：'4A'
      • Field：Score；Op：>=；Value：60
    3. 按 Preview，觀察結果是否只剩下符合條件的紀錄。
    4. 如果沒有結果，請檢查：ClassID 是否有加單引號、Score 是否打錯比較符號。
  • 能做基本排序（sort）：例如以分數由高至低，並以姓名作第二排序。
    操作教學：
    1. 在 sort 區設定：
      • 第一排序：Field = Score，Direction = DESC
      • 第二排序（可選）：Field = Name，Direction = ASC
    3. 按 Preview 檢查排序是否符合預期。
  • 懂得把查詢保存（save）以供之後的報表使用，並知道查詢本身是「結果」，不是「新資料」。
    操作教學：
    1. 完成查詢後，在右側的「Saved Queries」按 Save current query。
    2. 輸入名稱（例：q_4A_pass）並確定。
    3. 你可按 Saved query 旁的 Load 將 SQL 送到 SQL Console（方便你學 SQL）。
提示：篩選與排序常被混淆——篩選是「刪走不符合的紀錄」，排序只是「改顯示次序」。

單表查詢是數據庫最常用的能力之一：即使只有一張表，只要你懂得「選取、篩選、排序」，便可以從大量紀錄中找出需要的資訊。 在 DSE 層面，尤其要熟悉 SELECT / WHERE / ORDER BY 的用途與基本語法。

學習查詢時，建議先做「只選取」：把需要的欄顯示出來；再加入 WHERE 條件縮小範圍；最後才 ORDER BY 讓結果更易閱讀。 這種由簡到繁的建構方式，有助你快速找出錯誤位置。

此外，請把查詢視為「從現有資料產生的結果」。你不用改動原始數據表，就可以得到不同角度的輸出；這也是數據庫比單純表格更強的地方。

Check Point 5.3：SQL 關鍵字配對

請按「下一題」開始。

5.4 Report（基本格式化）

重點

  • 理解報表（Report）的定位：把查詢結果整理成易讀、可展示/列印的格式。
    操作教學：
    1. 按「開啟本節練習」進入工具，先到 Queries 建立一個簡單查詢（例如顯示 StudentID、Name、ClassID、Score）。
    2. 按 Preview 確認查詢結果合理。
    3. 然後切換到 Reports 分頁。
  • 能用「From Query Builder」把剛剛的查詢結果輸出成報表。
    操作教學：
    1. 在 Reports 分頁，Source 選 From Query Builder。
    2. 按 Run Report 生成報表。
    3. 如你回到 Queries 修改查詢欄/條件，再回來 Run Report，報表內容會跟著變動。
  • 能做最基本的格式化：加入標題、分組（group），令報表更易閱讀。
    操作教學（以 ClassID 分組）：
    1. 在 Reports 的「Group field」選擇 ClassID。
    2. 再次按 Run Report，觀察報表按班別分段顯示。
    3. 可在標題欄輸入報表名稱（例如「各班成績表」）。
  • 分辨「查詢」與「報表」：查詢是取數據的規則；報表是輸出格式。
    操作教學：
    1. 同一個查詢結果，可以用不同報表格式呈現（例如不同排序、不同分組）。
    2. 報表通常用於展示/列印；不應把報表當作儲存資料的方法。
提示：報表的重點是「呈現」，所以先確保查詢結果正確，再處理格式。

報表是一個「由資料到展示」的橋樑：你先用查詢把需要的資料整理好，再用報表把結果做成容易閱讀的格式。 在必修範圍內，你不需要做非常複雜的版面設計，但必須理解報表是「輸出」，不是「儲存」。

做報表時，建議把工作分兩步：第一步在 Queries 確保資料正確（欄、條件、排序）；第二步在 Reports 做格式化（標題、分組）。 若報表內容不對，通常應回到查詢修正，而不是在報表「硬改」。

最後，請留意分組通常需要配合排序，否則同一組資料可能分散在不同位置，令報表難以閱讀。

Check Point 5.4：查詢 vs 報表

請按「下一題」開始。

5.5 SQL：解讀簡單語句（trace & interpret）

重點

  • 知道 SQL（結構化查詢語言）用來向 DBMS 發出指令；能讀懂簡單 SELECT 語句。
    操作教學：
    1. 按「開啟本節練習」打開工具，切到 SQL Console 分頁。
    2. 在輸入框輸入（或貼上）一個簡單語句，例如：
    3. SELECT StudentID, Name, Score
FROM students;
    4. 按 Run (Ctrl+Enter) 觀察輸出。
  • 能追蹤（trace）一條 SQL 的執行邏輯，並解釋每一段子句的作用。
    操作教學（加入 WHERE + ORDER BY）：
    1. 輸入：
    2. SELECT StudentID, Name, Score
FROM students
WHERE ClassID = '4A' AND Score >= 60
ORDER BY Score DESC;
    3. 按 Run，觀察結果是否只出現 4A 及格學生，並由高分到低分排列。
    4. 嘗試把 ORDER BY 刪走，再 Run 一次，體會「排序」與「篩選」的分工。
  • 懂得把 Query Builder 與 SQL 互相轉換：用 Query Builder 產生思路，再用 SQL 精準表達。
    操作教學：
    1. 到 Queries 建立一個你熟悉的查詢（例如 4A 及格名單）。
    2. 在右側「Saved Queries」把查詢保存；然後按該查詢旁的 Load，系統會把 SQL 送到 SQL Console。
    3. 在 SQL Console 中閱讀這段 SQL，嘗試逐句解釋其作用（SELECT/WHERE/ORDER BY）。
  • 避免常見語法錯誤：文字要加單引號、語句以分號結尾、子句順序正確。
    操作教學（自我檢查清單）：
    1. 若條件是文字：ClassID = '4A'（有單引號）。
    2. 若條件是數值：Score >= 60（通常不加引號）。
    3. WHERE 要放在 ORDER BY 之前。
    4. 每條語句最後加 ;，避免一次 Run 多條時混亂。
提示：SQL 的「理解」比死背更重要——你要能解釋每個子句在做甚麼。

在必修範圍中，你未必需要寫非常複雜的 SQL，但你必須能夠「閱讀」與「解釋」一條簡單 SELECT 語句， 尤其是 WHERE（篩選）與 ORDER BY（排序）。這種能力也能幫助你理解 Query Builder 背後的運作。

建議你用「trace」方式解釋：先指出資料來源（FROM），再說明篩選條件（WHERE）如何刪走不符合的紀錄， 接着解釋輸出欄（SELECT）為何只顯示某些欄，最後說明排序（ORDER BY）如何改變顯示次序。

當你能清楚說出每一段子句的作用，你就不容易被「記錯句子」困住；即使遇到陌生題目，也能靠理解推理出答案。

Check Point 5.5：SQL 解讀判斷題

請按「下一題」開始。

5.6 完成品：同一個數據庫包含多張數據表

重點：

  • 按實體分拆數據表：把班別與學生分別儲存在 classes 和 students，令每張數據表只集中描述一類事物。
  • 以鍵碼建立連結：classes.ClassID 是班別的主關鍵碼；students.ClassID 應作為外鍵碼，指向所屬班別。
  • 理解一對多關係：一個班別可以對應多名學生，但每筆學生記錄只會指向一個班別。
  • 維持參照完整性：外鍵碼的值必須有相應的班別記錄，並應避免隨意刪除仍被學生記錄引用的班別。
  • 減少重複與更新矛盾：班名及班主任等班別資料只需儲存一次；連結欄位的數據類型亦必須一致。

把所有學生和班別資料放進單一數據表，會令班名、班主任等資料隨每名學生重複儲存。當班主任更改時，使用者可能只修改了部分學生記錄，造成同一班別出現多個版本。把班別獨立成 classes，並把學生獨立成 students，可讓每項事實只儲存在最合適的位置，減少重複和更新矛盾。

兩張數據表透過 ClassID 連結：classes.ClassID 是主關鍵碼，唯一識別每個班別；students.ClassID 則應作為外鍵碼，保存學生所屬班別的代碼。由於同一個 ClassID 可出現在多筆學生記錄中，這是一對多關係。要維持參照完整性，兩邊欄位應採用一致的數據類型，而且每個學生的班別代碼都應在 classes 找到相應記錄。

在完成品工具中，先按「載入完成品概覽」，再分別選擇 classes 和 students，觀察兩表的欄位、主關鍵碼、示例記錄及重複出現的 students.ClassID。同時展開建表語句，檢查是否真的宣告了外鍵碼約束；只有共同欄值而沒有外鍵碼宣告，仍可供查詢時聯結，但不能單憑欄名證明數據庫已自動執行參照完整性。

完成品概覽

按「載入完成品概覽」後，這裡會顯示數據表結構與示例資料。

總結 課文腦圖總結

重點：

  • 腦圖把全課重新歸納為數據模型、完整性控制、輸入流程、查詢邏輯、SQL 及資訊輸出六條主線，並移除純粹介紹練習工具的節點。
  • 可使用右上角「樹狀圖導覽」快速前往節點，或開啟「聚焦模式」以動畫移動及放大所選概念。
  • 學生可新增、編輯、刪除或拖動節點，並把個人版本匯出為 .ictmap 檔案。

以下腦圖在完整閱讀全課後，沿數據生命週期重新分類：由現實屬性建立數據表模式，以主關鍵碼、約束和共同欄維持完整性，再經表單或資料檢視輸入及核對紀錄。

查詢與 SQL 不再被視為兩段孤立內容，而是同一邏輯的圖形及文字表達；報表則放在資訊輸出主線，強調數據來源必須先正確，版面才有意義。