調查局三等申論題
113年
[資訊科學組] 資料庫應用
第 一 題
📖 題組：
假設一個交易（transaction）有五種基本運算，分別是⑴begin（T）：交易 T 開始；⑵read（Y, y）：將硬碟資料項 Y 讀到主記憶體變數 y；⑶write（y, Y）：將主記憶體變數 y 寫到硬碟資料項 Y；⑷commit（T）：交易 T 提交，表示 T 成功結束；⑸rollback（T）：交易 T 被駁回。 假設資料庫紀錄檔（database log）中用五種方式記錄交易的運算，分別為：⑴[start, T]：交易 T 開始；⑵[read, T, Y]：交易 T 讀取資料項 Y；⑶[write, T, Y, 更新前的值, 更新後的值]：交易 T 更新資料項 Y；⑷[commit, T]：交易 T 提交；⑸[rollback, T]：交易 T 被駁回。 在 WAL（Write-Ahead Logging）機制下，考慮交易 T0、T1、T2 和 T3 四個交易及以下的排程，[表格省略，詳如原題時間序1至22] 假設資料項之初始值 X=100、Y=425 和 Z=800，且記憶體夠大，作業系統不主動將記憶體緩衝區的資料或 LOG 紀錄寫回硬碟，回答以下問題。（每小題 10 分，共 30 分）
假設一個交易（transaction）有五種基本運算，分別是⑴begin（T）：交易 T 開始；⑵read（Y, y）：將硬碟資料項 Y 讀到主記憶體變數 y；⑶write（y, Y）：將主記憶體變數 y 寫到硬碟資料項 Y；⑷commit（T）：交易 T 提交，表示 T 成功結束；⑸rollback（T）：交易 T 被駁回。 假設資料庫紀錄檔（database log）中用五種方式記錄交易的運算，分別為：⑴[start, T]：交易 T 開始；⑵[read, T, Y]：交易 T 讀取資料項 Y；⑶[write, T, Y, 更新前的值, 更新後的值]：交易 T 更新資料項 Y；⑷[commit, T]：交易 T 提交；⑸[rollback, T]：交易 T 被駁回。 在 WAL（Write-Ahead Logging）機制下，考慮交易 T0、T1、T2 和 T3 四個交易及以下的排程，[表格省略，詳如原題時間序1至22] 假設資料項之初始值 X=100、Y=425 和 Z=800，且記憶體夠大，作業系統不主動將記憶體緩衝區的資料或 LOG 紀錄寫回硬碟，回答以下問題。（每小題 10 分，共 30 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
執行時間序 8 之後（時間序 9 之前），記憶體和硬碟中資料項和紀錄檔的內容各為何？
思路引導 VIP
解題關鍵在於逐步追蹤時間序 1 至 8 的執行結果，並套用 WAL (Write-Ahead Logging) 原則與交易 Commit 機制。當交易 T0 執行 commit 時，會強制將所有相關的 Log 紀錄寫入硬碟紀錄檔中（Force Log），但因作業系統不主動寫回，資料項的更新（Y=4250）仍只保留在主記憶體緩衝區中，硬碟裡的資料項維持原值。
小題 (二)
執行時間序 16 之後（時間序 17 之前），記憶體和硬碟中資料項和紀錄檔的內容各為何？
思路引導 VIP
本題測試考生對交易管理（Transaction Management）、WAL（Write-Ahead Logging）機制及 Checkpoint 的理解。解題時應依時間序逐步追蹤變數與資料項（X, Y, Z）的值，並根據題目定義的五種日誌格式轉換各項操作。最後利用 Checkpoint 的特性推導記憶體與硬碟的最終同步狀態。
小題 (三)
發生系統當機，系統復原後硬碟中資料項 X、Y 和 Z 的值為何？
思路引導 VIP
本題測試 WAL（Write-Ahead Logging）與當機復原機制。解題關鍵在於判斷系統當機時各交易的最終狀態：已 Commit 的交易必須 Redo 確保變更持久化，發生 Rollback 或未 Commit 的交易必須 Undo 以撤銷修改，並結合 Checkpoint 強制寫入硬碟的時機來推導各資料項的最終值。