資料庫概念
基礎資料庫有組織地存大量資料：資料表分記錄（行）與欄位（列）；主鍵唯一辨識每筆記錄（學號，不是姓名）。關聯式資料庫多表互連；大量、多人、要防錯的資料用資料庫，細量個人計算用試算表。
- 資料庫有組織地存大量資料；DBMS 是管理它的軟件。
- 資料表：橫行是記錄（一個個體），直列是欄位（一項屬性）。
- 主鍵唯一辨識每筆記錄：不重複、不空、不變 — 學號，不是姓名。
文體小知識：原理講解課先講清楚概念和規則，再用實例演示，令抽象的設計方法變得具體易明。
§課文原文 Passage
1資料庫（Database）是有組織地儲存大量資料的系統，由資料庫管理系統（DBMS）負責存取。核心是資料表（Table）：外形像試算表的工作表，每一行是一筆記錄（Record，例如一位學生的全部資料），每一列是一個欄位（Field，例如姓名、班別、分數）。
2每張表都要有主鍵（Primary Key）：一個不會重複、不會空的欄位用來唯一辨識每筆記錄，例如學號 2023001、2023002。姓名可以做主鍵嗎？不行 — 一個班可以有兩個小明；學號才認得準人。關聯式資料庫（Relational Database）更進一步：多張表透過共同的欄位互相連接，例如成績表只存學號，要用姓名時就靠學號連回學生表查。
3和試算表比較：試算表適合個人或小組處理幾十至幾百行資料、重視計算和畫圖；資料庫適合幾萬至幾百萬行、多人同時讀寫、要快速搜尋和防止錯誤輸入的場合。學校圖書館幾十萬本書的目錄、全港學生的成績系統，都一定要用資料庫。
4日常生活中資料庫無處不在：八達通的每一程交易紀錄、醫院管理局的預約系統、網店的訂單和存貨，背後全是資料庫在運作。跟資料庫溝通有一套標準語言叫 SQL（結構化查詢語言）— 下一課就會學到用它查詢資料。
1重點摘要 Summary
資料庫有組織地存大量資料：資料表分記錄（行）與欄位（列）；主鍵唯一辨識每筆記錄（學號，不是姓名）。關聯式資料庫多表互連；大量、多人、要防錯的資料用資料庫，細量個人計算用試算表。
2生字卡 Vocabulary
有組織地儲存和管理大量資料的系統，方便搜尋、更新和防止錯誤。
資料庫中儲存同一類資料的二維結構，由行（記錄）與列（欄位）組成。
資料表中的一行，代表一個完整個體的全部資料，例如一位學生。
資料表中的一列，代表資料的一項屬性，例如姓名、班別。
唯一辨識每筆記錄、不重複又不可空的欄位，例如學號。
多張資料表透過共同欄位互相連接的資料庫，例如成績表用學號連學生表。
管理資料庫的軟件，處理存取、權限和搜尋，例如 MySQL、SQLite。
向資料庫提出的要求，例如「列出 3A 班全部學生」，通常用 SQL 寫成。
同一份資料重複儲存在多處，容易造成更新後不一致的問題。
3逐步講解 Steps
- 認識一張學生表資料庫的核心是資料表，外形與試算表相似。以學生表 students 為例：它有三個欄位，分別是學號、姓名和班別；表頭一行列出欄位名稱，下面的每一行是一筆記錄，例如（2023001, 小明, 3A）、（2023002, Mary, 3B）、（2023003, 阿強, 3A）。記住口訣：表頭是欄位，每行是一名學生的完整資料。看懂一張表的結構，是學習資料庫的第一步。
- 分辨記錄和欄位記錄和欄位最易混淆。在上述學生表中，「（2023002, Mary, 3B）」這一行是一筆記錄，代表一名學生的全部資料；「班別」這一直列是一個欄位，代表所有學生的同一類資料。口訣：行是個體，列是屬性；一行一名學生，一列一項資料。考試常給一張表，要求指出某位置是記錄還是欄位，先想那是一個「人」還是一種「資料類別」，答案便清楚了。
- 主鍵如何選主鍵是用來唯一辨識每筆記錄的欄位。假設表中有兩位同名的小明，學號分別是 2023001 和 2023004：用姓名辨識便會認錯人；用學號就一定準確。主鍵的條件有三個：不重複、不可以空、最好永遠不變。姓名會重複、電話可以更改，都不適合做主鍵；學號由學校編配之後不再改變，是理想的主鍵。每張表都必須有主鍵，這是考試的必考點。
- 關聯式資料庫連表關聯式資料庫把資料分拆到多張表，再靠共同欄位連接。例如成績表只記（學號 2023001, 數學, 85），並不儲存姓名；要顯示姓名時，資料庫用 2023001 回到學生表查出「小明」。兩張表靠學號連接，姓名不必重複儲存，避免冗餘：改名時只需修改學生表一處，所有成績記錄自動配合。這種設計令資料保持一致，是關聯式資料庫的最大優點。
- 資料庫 vs 試算表試算表和資料庫各有所長。分析一個 40 人班的分數，用 Excel 十分鐘便解決；但全港 40 萬名學生的成績、幾百位老師同時輸入、還要防止班別欄被輸入「3Z」這類錯誤值，就必須用資料庫，因為它擅長多人同時存取、快速搜尋大量資料和執行資料完整性規則。簡單記法：資料少、自己用，選試算表；資料多、多人用、要防錯，選資料庫。
- 資料完整性規則資料庫可以為每個欄位設定規則，防止錯誤資料進入：分數必須是 0 至 100 之間的數字；班別必須是 3A 至 3E；學號不可以留空。任何違反規則的輸入，資料庫都會拒絕，從源頭防止垃圾資料。試算表則依賴使用者自律，錯誤一旦輸入便難以察覺。考試常問「為什麼學校系統用資料庫而不用 Excel」，答案要提到資料完整性、多人存取和大量資料三點。
- 想像一個查詢資料庫的強項是查詢。老師想知道「3A 班數學 80 分以上的學生」：在試算表要人手篩選幾步；在資料庫一句 SQL 便搞定：SELECT name FROM students WHERE class = '3A' AND score >= 80。這句話的意思是「從 students 表選出班別是 3A 而且分數達 80 的姓名」。下一課會逐字學習 SQL 的寫法；現在只需記住：SQL 是與資料庫溝通的標準語言。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：為學校圖書館設計一張「借閱記錄表」，列出合適的欄位並指出主鍵，說明它如何與其他表關聯。
- 第一步列出需要的欄位：借閱編號、學號、書籍編號、借出日期、歸還日期；每個欄位對應一項需要保存的資料。
- 第二步選主鍵：借閱編號每次借閱唯一，不重複也不會空；學號和書籍編號都會重複，因為同一人可以借多本書，同一本書可以被多人借，兩者都不能做主鍵。
- 第三步設關聯：學號連到學生表查出借書人姓名；書籍編號連到圖書表查出書名；借閱表本身不必重複儲存姓名和書名，避免冗餘。
- 第四步加完整性規則：借出日期不可以空；歸還日期未還時留空，已還時必須不小於借出日期；違反規則的輸入一律拒絕。
- 答案：借閱記錄表的欄位為借閱編號（主鍵）、學號、書籍編號、借出日期、歸還日期；主鍵是借閱編號，因為只有它不重複、不會空；透過學號和書籍編號分別關聯學生表和圖書表，借閱表本身不重複儲存姓名和書名；再加完整性規則防止錯誤輸入，設計便告完成。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1資料表中，橫的一行和直的一列分別叫什麼？
Q2以下哪個最適合做學生表的主鍵？A. 姓名 B. 學號 C. 班別
Q3成績表只存學號不存姓名，有什麼好處？
Q4全班 40 人的測驗分分析，和全港 40 萬學生多人同時輸入的成績系統，各適合用什麼工具？
Q5「分數欄只接受 0 至 100 的數字」屬於資料庫的什麼機制？
8重點回顧 Recap
- 資料庫有組織地存大量資料；DBMS 是管理它的軟件。
- 資料表：橫行是記錄（一個個體），直列是欄位（一項屬性）。
- 主鍵唯一辨識每筆記錄：不重複、不空、不變 — 學號，不是姓名。
- 關聯式資料庫多表靠共同欄位連接，避免同一資料重複儲存。
- 細量個人計算用試算表；大量、多人、要防錯的資料用資料庫。