DSE TREASURE

DSE ICT 重點調查報告 ICT 科近 14 年 Lv5 平均需 78.0%、Lv5** 更高達 87.5%，反映高分要求非常高。 雖然 Cut Off 很高，但全港平均只有 5.5% 考生取得 Level 5 或以上。 ICT 科平均有 27.6% 考生取得 Level 2、25.0% 取得 Level 3，顯示中下分數段最擁擠。 ICT 科 5** 比例長期只有約 0.9%，即平均約每 100 人只有 1 人奪得最高級別。 ICT 報考人數由 2012 年 8215 人下降至 2024 年 6303 人，12 年減少約 23%。 英文作答比例由 2012 年 38.0% 上升至 2025 年 46.0%，與中文作答差距明顯縮小。 Paper 1A 四個選項平均分佈約 9.7–10.3 題，幾乎完全平均。 ICT Paper 1A 平均分長期約 65%，部分年份更達 67.5–70%，反映 MC 整體不算太難。 Paper 2C 長期有約 56–70% 考生選答，是四個選修中最受歡迎部分。 Paper 2B 長期只有約 1–4% 考生選答，屬最冷門選修。 DSE ICT Cut Off DSE ICT 各級人數百分比 DSE ICT 中英文作答比率 DSE ICT Paper 1A MC 答案分佈 DSE ICT Paper 1A MC Mean Score DSE ICT Paper 2 選題比率

資訊及通訊科技對社會的影響 Social Implications 課程概覽 科技創新 Technological Innovations 健康及道德議題 Health and Ethical Issues 知識產權 Intellectual Property 人工智能與數據科學 Artificial Intelligence (AI) and Data Science 1. 人工智能 Artificial Intelligence (AI) 人工智能（AI）是一個研究範疇，目標是讓電腦系統（Computer Systems）具備執行**人類智能行為（Human Intelligence）**的能力，例如： 學習（Learning） 推理（Reasoning） 解決問題（Problem Solving） 理解語言（Natural Language Understanding） 辨識影像（Computer Vision） AI 系統通常依賴演算法（Algorithms）、**模型（Models）及大量訓練數據（Training Data）**運作。 2. 機器學習與深度學習 Machine Learning (ML) and Deep Learning (DL) Machine Learning (ML)：AI 的一個分支，讓系統從數據中學習，而非明確編程 Deep Learning (DL)：ML 的進階形式，使用人工神經網絡（Artificial Neural Networks, ANN） 常見應用包括： 語音辨識（Speech Recognition） 影像分類（Image Classification） 人臉辨識（Facial Recognition） 3. 模式識別 Pattern Recognition 模式識別（Pattern Recognition）是 AI 的核心應用之一，指系統從大量數據中找出規律（Patterns）與關聯（Relationships）。 實際例子： 垃圾郵件過濾（Spam Filtering） 推薦系統（Recommendation System / Recommendation Engine） 生物識別（Biometric Authentication） 4. 數據科學 Data Science 數據科學（Data Science）是一個跨學科領域，結合： 統計分析（Statistical Analysis） 資料探勘（Data Mining） 人工智能（AI） 大數據（Big Data） 目標是從大量資料中提取洞察（Insights），支援決策制定（Decision Making）。 3D 打印科技 3D Printing Technologies 1. 基本概念 3D Printing / Additive Manufacturing 3D 打印（3D Printing）又稱增材製造（Additive Manufacturing），是一種透過**逐層堆疊（Layer-by-layer Fabrication）**方式，由數碼模型製作實體物件的技術。 2. 工作流程 3D Printing Workflow 建立模型（3D Modelling） 使用 CAD (Computer-Aided Design) 軟件 切片處理（Slicing） 轉換為 G-code 或打印指令 逐層打印（Layer Deposition） 使用材料如 PLA / ABS / Resin 3. 應用範疇 Applications of 3D Printing 醫療（Medical Applications）：義肢（Prosthetics）、手術模型（Surgical Models） 工程（Engineering / Prototyping）：快速原型（Rapid Prototyping） 建築（Construction Technology） 太空科技（Aerospace / Space Technology） 虛擬實境 Virtual Reality (VR) 虛擬實境（VR）是一種透過電腦生成內容（Computer-generated Environment），讓使用者完全沉浸於虛擬世界（Virtual Environment）的技術。 特點包括： 沉浸感（Immersion） 頭戴式顯示器（Head-Mounted Display, HMD） 動作追蹤（Motion Tracking） 應用包括： 遊戲（Gaming） 模擬訓練（Simulation Training） 虛擬導覽（Virtual Tour） 擴增實境 Augmented Reality (AR) 擴增實境（AR）是在現實世界（Real-world Environment）上疊加數碼資訊（Digital Content）的技術。 核心技術包括： 即時影像處理（Real-time Image Processing） 空間定位（Spatial Tracking） SLAM（Simultaneous Localization and Mapping） 常見應用： 流動遊戲（Location-based Games） 零售（Retail Visualization） 社交媒體濾鏡（AR Filters） AR 與 VR 的比較 Comparison between AR and VR 項目 AR（Augmented Reality） VR（Virtual Reality） 與現實關係 增強現實（Enhance Reality） 取代現實（Replace Reality） 使用裝置 Smartphone / AR Glasses VR Headset / HMD 沉浸程度 部分沉浸 完全沉浸 科技創新的影響 Impact of Technological Innovations 科技創新能： 提升生活質素（Quality of Life） 改善醫療與教育（Healthcare and Education） 推動智慧城市（Smart City） 支援自動化（Automation）及智能決策（Intelligent Decision Systems） 健康危害與人體工學 Health Hazards and Ergonomics 長時間使用電腦及流動裝置，若缺乏適當安排，可能導致多種職業健康問題（Occupational Health Issues）。 1. 常見健康危害 Common Health Hazards （一）重複性勞損 Repetitive Strain Injury (RSI) RSI 是因重複動作（Repetitive Movement）及姿勢不良（Poor Posture）而引致的肌肉、神經及肌腱損傷（Muscles, Nerves and Tendons）。 常見情況包括： 長時間打字（Keyboard Use） 長時間使用滑鼠（Mouse Operation） 使用遊戲控制器（Game Controller） （二）眼睛疲勞 Eye Strain / Computer Vision Syndrome (CVS) 長時間注視顯示屏（Visual Display Unit, VDU）可導致： 視力模糊（Blurred Vision） 眼睛乾澀（Dry Eyes） 頭痛（Headache） 風險因素包括： 螢幕眩光（Screen Glare） 不當照明（Poor Lighting） （三）姿勢相關問題 Posture-related Problems 彎腰駝背（Slouching） 頸部前傾（Forward Head Posture） 可引致慢性頸痛及背痛（Chronic Neck and Back Pain）。 2. 人體工學的應用 Ergonomics 人體工學（Ergonomics / Human Factors Engineering）是設計工作環境與工具，使其符合人體需要，以減少Physical Stress 及 Injury Risk。 （一）工作環境設計 Workspace Design 椅子（Chair）：提供腰部支撐（Lumbar Support） 桌面（Desk）：手肘約 90° 顯示器（Monitor）：視線水平或略低 環境（Environment）：良好照明（Lighting）及通風（Ventilation） （二）工作習慣 Work Practices 定時休息（Regular Breaks） 20‑20‑20 Rule： 每 20 分鐘 看 20 英尺外 持續 20 秒 （三）軟件人體工學 Software Ergonomics 良好的軟件設計可減少Mental Load 及 Cognitive Stress，重點包括： Ease of Use User‑friendly Interface Consistent User Interface (Consistent UI) 公平取用與數碼鴻溝 Equity of Access and Digital Divide 公平取用（Equity of Access）是指所有人均能合理地使用 ICT，不論其經濟狀況（Economic Status）、地理位置（Geographic Location）、性別（Gender）或身體能力（Disability）。 1. 數碼鴻溝 Digital Divide 數碼鴻溝是指能夠使用 ICT 的群體與無法使用 ICT 的群體之間的差距。 成因包括： Economic Factors：負擔不起裝置或網絡 Geographic Factors：偏遠地區缺乏基建 Skill Factors / Digital Literacy：缺乏科技技能 數碼鴻溝存在於： Local Level（本地） Global Level（全球） 2. 其他公平議題 Other Equity Issues Gender Equity：女性及女童的 ICT 取用機會 Access for the Disabled： 螢幕閱讀器（Screen Reader） 輔助科技（Assistive Technology） 無障礙設計（Accessibility Design）是重要考慮。 3. 資訊自由 Freedom of Information 資訊自由（Freedom of Information）帶來雙重影響： 優點（Advantages） 知識共享（Knowledge Sharing） 民主參與（Democratic Participation） 風險（Risks） 假新聞（Misinformation / Fake News） 網絡欺凌（Cyberbullying） 有害內容（Harmful Content） 道德考量與數碼公民 Ethical Considerations and Digital Citizenship 道德（Ethics）關注行為是否正確，而不僅是是否合法。ICT 道德強調責任使用（Responsible Use of ICT）。 1. 私隱 Privacy 個人資料（Personal Data） 數據收集（Data Collection） 未經同意的分享（Unauthorised Disclosure） 2. 資訊準確性 Accuracy of Information 使用者應避免： 散播假消息（Spreading False Information） 未核實來源（Unverified Sources） 3. 網絡欺凌 Cyberbullying 透過 ICT 進行： 騷擾（Harassment） 羞辱（Humiliation） 威嚇（Intimidation） 屬嚴重道德問題。 4. 知識產權 Intellectual Property (IP) 涉及： 軟件（Software） 音樂（Music） 電影（Films） 非法下載（Piracy）違反Copyright，亦屬不道德行為。 最小權限與責任使用 Responsible Use and Principle of Least Privilege 良好 ICT 行為應遵循： Principle of Least Privilege 尊重私隱（Respect Privacy） 尊重他人（Respect Others） 合法及合乎道德使用（Legal and Ethical Use） 知識產權與版權的基本概念 Intellectual Property and Copyright 1. 知識產權 Intellectual Property (IP) 知識產權（IP）是對**智力創作（Creations of the Mind）**的法律保護，涵蓋： 文學及藝術作品（Literary and Artistic Works） 軟件及電腦程式（Computer Software / Programs） 影像、音訊及影片（Images / Audio / Video） 設計及標誌（Designs / Logos） 2. 版權 Copyright 版權（Copyright）是 IP 的一種，賦予創作者（Creator / Author）對其原創作品（Original Work）的專有權利（Exclusive Rights）。 重點特徵： Automatic Protection：作品完成即自動受保護 Right to Copy：只有版權持有人可合法複製、分發或修改 受保護作品包括： Software Music / Lyrics Films / Videos Photos / Graphics Websites / Web Content 軟件授權制度 Software Licensing Schemes 使用軟件時，用戶通常只獲得使用授權（Software License），而非擁有軟件本身。 1. 版權保護軟件 Copyrighted Software / Commercial Software 特點： 需付費（Paid Software） 嚴格授權條款（Strict License Terms） 用戶角度（User Perspective） 優點：Professional Support、Regular Updates、Reliability 風險：High Cost、No Illegal Copying / Sharing 開發者角度（Developer Perspective） 優點：Direct Revenue、Sustainable Development 風險：Software Piracy Risk 2. 共享軟件 Shareware 特點： Trial Period Limited Features / Time-limited Use 風險包括： 功能受限（Feature Limitation） Trial Expiry 3. 免費軟件 Freeware 特點： Free of Charge Still under Copyright 限制： No Modification No Resale 4. 開源軟件 Open Source Software (OSS) 特點： Free Software Source Code Available Community Development 常見授權： GNU General Public License (GPL) MIT License 風險包括： Requires Technical Knowledge Limited Commercial Support 侵犯版權與網絡盜版 Copyright Infringement and Internet Piracy 1. 侵犯版權 Copyright Infringement 指未經版權持有人（Copyright Owner）授權，使用受保護作品。 常見例子： Illegal Downloading Unauthorised Software Installation Image Copying without Permission File Sharing of Commercial Software 2. 盜版 Software Piracy / Internet Piracy 盜版屬於嚴重的版權侵犯行為。 影響包括： Social Implications：打擊創作動力 Economic Implications：Revenue Loss、Job Loss Legal Implications：Fines、Imprisonment 保護數碼財產的技術措施 Protection of Digital Property 1. 數碼水印 Digital Watermark Embedded Information Ownership Identification Visible / Invisible Watermark 用途： Tracing Ownership Preventing Unauthorised Use 2. 數碼簽署 Digital Signature 數碼簽署用於驗證： Authenticity（真實性） Integrity（完整性） 相關概念： Public Key Cryptography Message Verification Tamper Detection 香港的版權法律（教育情境） Copyright Law in Hong Kong 1. 香港《版權條例》Copyright Ordinance (Hong Kong) Copyright Infringement = Criminal Offence Applies to Schools and Educational Institutions 2. 公平處理 Fair Dealing 在以下情況可有限度使用受版權保護作品： Research Private Study Educational Use ✅ 合法例子： Quoting Short Extracts with Acknowledgement ❌ 非法例子： Photocopying Entire Textbooks Using Copyrighted Music in Public Videos 3. 註明出處 Acknowledgement of Sources Prevents Plagiarism Ethical and Legal Requirement Applies to Text, Images, Audio and Video

數據庫 Databases 課程概覽 關聯式數據庫概念 Relational Databases Concepts 結構化查詢語言 SQL 數據庫設計方法 Database Design Methodology 資料庫的基本概念（Basic Concepts of Databases） 1. 實體（Entity） 實體（Entity）是資料庫中用來代表人、物、事件或概念的資料對象，通常對應一個資料表（Table）。 例子： 學校系統中的「學生（Student）」 圖書館系統中的「書籍（Book）」 2. 屬性（Attribute） 屬性（Attribute）是用來描述實體特徵的資料項目，在資料表中對應為欄位（Field / Column）。 例子： Student 實體的屬性：StudentID、Name、DateOfBirth、Class Book 實體的屬性：BookID、Title、Author 3. 紀錄與表格（Record and Table） 紀錄（Record / Tuple）：表格中的一行資料，代表一個實體實例 表格（Table / Relation）：由多個紀錄及欄位組成 鍵的概念（Keys） 1. 主鍵（Primary Key, PK） 主鍵（Primary Key）是一個或多個屬性，用來唯一識別（Uniquely Identify）表格中的每一筆紀錄。 主鍵必須符合： 唯一性（Uniqueness） 不可為空值（NOT NULL） 例子： Students 表格中的 StudentID 2. 候選鍵（Candidate Key） 候選鍵（Candidate Key）是所有具備成為主鍵條件的屬性。 例子： StudentID HKID_Number 資料表只能選擇其中一個作為主鍵，其餘仍屬候選鍵。 3. 外來鍵（Foreign Key, FK） 外來鍵（Foreign Key）是來自另一個表格的主鍵，用來建立表格之間的關係（Relationship）。 例子： Sales 表格中的 CustomerID（參照 Customers 表格） Book_Loans 表格中的 BookID（參照 Books 表格） 建立關聯式資料庫（Creating a Relational Database） 在關聯式資料庫中，資料應被分拆並儲存在多個表格中，以減少資料冗餘（Data Redundancy）。 建立步驟： 識別實體（Identify Entities） 例如：Customers、Products、Sales 為每個實體建立表格（Create Tables） Customers(CustomerID PK, Name, Phone) Products(ProductID PK, ItemName, Price) Sales(SaleID PK, CustomerID FK, ProductID FK, Quantity) 利用外來鍵建立關係（Establish Relationships） 此設計可提升資料一致性（Data Consistency）及可維護性（Maintainability）。 資料完整性（Data Integrity） 資料完整性（Data Integrity）確保資料庫中的資料正確、一致及可靠。 1. 實體完整性（Entity Integrity） 主鍵不可為空值（Primary Key ≠ NULL） 確保每筆紀錄皆可被識別 2. 參照完整性（Referential Integrity） 外來鍵的值必須： 參照至存在的主鍵值，或 為 NULL（如允許） 防止出現孤立紀錄（Orphan Records）。 3. 域完整性（Domain Integrity） 每個屬性必須符合其資料類型（Data Type） 屬性值須來自允許的域（Domain） 例子： Gender ∈ {‘M’, ‘F’} Score ∈ 0–100 索引（Index） 索引（Index）是一種加快資料檢索（Data Retrieval）的資料結構。 特點： 避免全表掃描（Full Table Scan） 常建立於經常查詢的欄位（如 ID、日期） 主鍵通常自動建立索引 交易與回溯（Transaction and Rollback） 1. 交易（Transaction） 交易（Transaction）是一組資料庫操作，必須遵守全有或全無（All-or-Nothing）原則。 2. 回溯（Rollback） 回溯（Rollback）用於撤銷未能成功完成的交易。 回溯的目的包括： 撤銷部分完成的更改（Undo Changes） 維持資料一致性（Maintain Consistency） 保護資料完整性（Preserve Integrity） SQL 與資料庫架構（Database Architecture） 在關聯式資料庫系統中，資料以Schema（資料庫模式）與Instance（資料庫實例）方式存在： Database Schema：資料庫的結構定義（Table Structure, Column Definition） Database Instance：某一時間點實際儲存的資料內容 SQL 是用來操作 Schema 與 Instance 的核心工具。 SQL 指令分類（SQL Command Categories） 1. 資料查詢語言 Data Query Language (DQL) 功能：資料檢索（Data Retrieval） 核心指令：SELECT 操作對象：Table、View、Result Set 2. 資料操作語言 Data Manipulation Language (DML) 功能：資料新增、修改、刪除（Insert / Update / Delete） 核心指令：INSERT, UPDATE, DELETE 操作層級：Record / Tuple 3. 資料定義語言 Data Definition Language (DDL) 功能：資料結構管理（Schema Definition） 核心指令：CREATE, ALTER, DROP 操作對象：Table、View、Index SELECT 查詢結構（Query Structure） 基本查詢語法（Basic Query Syntax） SELECT column_list FROM table_name; 涉及概念： Projection（選取欄位） Relation（資料表） Result Set（查詢結果） 查詢所有欄位（Wildcard） SELECT * FROM Students; *：Wildcard 回傳完整 Tuple WHERE 條件過濾（Selection） WHERE 子句 WHERE Clause WHERE 用於進行 Selection Operation，篩選符合條件的 Records。 WHERE Class = ‘5A’ 涉及概念： Predicate Condition Expression Boolean Evaluation 比較運算子 Comparison Operators =（Equal） <>（Not Equal） > < >= <= 邏輯運算子 Logical Operators AND OR NOT 特殊運算子（Special Operators） IN（Set Membership） BETWEEN（Range Checking） LIKE（Pattern Matching） %：Multi-character Wildcard _：Single-character Wildcard 排序（Ordering） ORDER BY ORDER BY Clause ORDER BY Score DESC; 涉及概念： Sorting Ascending Order (ASC) Descending Order (DESC) 聚合與內置函數（Built-in Functions） 聚合函數 Aggregate Functions COUNT() → Cardinality SUM() AVG() MAX() MIN() 👉 回傳單一 Scalar Value 字串函數 String Functions UPPER() / UCASE() LOWER() / LCASE() LENGTH() / LEN() 涉及概念： String Manipulation Character Data Type 多表查詢與連接（Multi-table Queries） 等值連接 Equi-Join / INNER JOIN FROM A JOIN B ON A.id = B.id 涉及概念： Join Condition Foreign Key – Primary Key Relationship Result Set Combination 外部連接 Outer Join LEFT JOIN RIGHT JOIN 涉及概念： NULL Values Unmatched Tuples Preserved Table 自然連接 NATURAL JOIN 自動依同名 Attribute 連接 潛在 Ambiguity Risk 子查詢（Nested Query） 子查詢 Sub-query WHERE Score > (SELECT AVG(Score) FROM Students) 涉及概念： Nested Query Inner Query / Outer Query Single-level Sub-query 檢視表（View） VIEW Virtual Table CREATE VIEW ViewName AS SELECT … 涉及概念： Virtual Relation Stored Query Security Layer Abstraction 修改表格結構（Schema Modification） ALTER TABLE Schema Alteration ADD COLUMN DROP COLUMN MODIFY COLUMN 涉及概念： Attribute Definition Data Type (VARCHAR, INT, DATE) 交易與安全（Transaction Control） 交易 Transaction 一組 SQL 操作 必須遵守 Atomicity 回溯 Rollback 撤銷未完成交易 維持 Data Consistency 保護 Data Integrity （常與 COMMIT / ROLLBACK 並列） 數據庫設計的三層抽象 Three‑Level Data Abstraction 關聯式資料庫設計一般遵循三層抽象模型（Three‑level Architecture）： 概念層（Conceptual Level） 使用 Entity‑Relationship Model (ER Model) 工具：Entity‑Relationship Diagram (ERD) 重點：實體（Entity）、關係（Relationship）、屬性（Attribute） 邏輯層（Logical Level） 使用 Relational Model 工具：Table、Primary Key、Foreign Key 重點：Normalization、Schema Design 檢視層（View / External Level） 使用 View (Virtual Table) 重點：Access Rights、Data Privacy 實體關係圖（ER Diagram / ERD） ER Diagram (ERD) 是概念層（Conceptual Design）最重要的設計工具，用於描述資料結構而不涉及實際 DBMS。 1. 實體 Entity 實體（Entity）代表需儲存資料的人、物、事件或概念（Person / Object / Event / Concept），並最終對應一個資料表（Table / Relation）。 例子： Student Book Course 2. 屬性 Attribute 屬性（Attribute）是用來描述實體的資料項目，於關聯式資料庫中對應為欄位（Field / Column）。 Simple Attribute Composite Attribute（進階） Key Attribute 3. 鍵屬性與主鍵 Key Attribute / Primary Key 鍵屬性（Key Attribute）是可唯一識別（Uniquely Identify）實體實例的屬性，轉換為表格後成為Primary Key (PK)。 主鍵特性： Uniqueness NOT NULL Constraint 4. 關係 Relationship 關係（Relationship）描述兩個或多個實體之間的連結方式，屬於 Binary Relationship（DSE 要求）。 例子： Student borrows Book Student enrols in Course 關係類型與基數 Relationship Types and Cardinality 關係的數量限制稱為基數（Cardinality）： One‑to‑One (1:1) One‑to‑Many (1:M) Many‑to‑Many (M:N) M:N 關係必須於邏輯設計階段被解析（Resolve）。 參與限制 Participation Constraint Mandatory Participation（Total Participation） Optional Participation（Partial Participation） 這影響 Foreign Key Constraint 的設計。 由 ERD 轉換為表格 Transforming ERD to Relational Tables 規則一：實體 → 表格 Entity Mapping 每個 Entity → 一個 TableKey Attribute → Primary Key 規則二：1:M 關係 One‑to‑Many Mapping 將「一」方的 Primary Key 加入「多」方作為 Foreign Key (FK) 規則三：M:N 關係 Many‑to‑Many Resolution 建立 Linking Table / Junction Table 包含兩邊的 Primary Keys 組成 Composite Primary Key 資料冗餘與異常 Data Redundancy and Anomalies 資料冗餘（Data Redundancy）會導致： Update Anomaly Insertion Anomaly Deletion Anomaly 規範化 Normalisation 規範化（Normalisation）是依據Functional Dependency 重組資料表的過程。 第一規範式 First Normal Form (1NF) Atomic Values No Repeating Groups 第二規範式 Second Normal Form (2NF) In 1NF No Partial Dependency 適用於 Composite Primary Key 第三規範式 Third Normal Form (3NF) In 2NF No Transitive Dependency 記憶法則： Key → Whole Key → Nothing but the Key 反規範化 Denormalisation 反規範化（Denormalisation）是為改善Query Performance，而有意引入冗餘資料的策略。 Trade‑off between Performance and Data Consistency 常見於 Data Warehouse / Reporting System 存取權限與資料私隱 Access Rights and Data Privacy 資料庫透過權限管理（Access Control）保護資料： SELECT INSERT UPDATE DELETE 設計原則： Principle of Least Privilege

算法與程式編寫 Algorithm and Programming 課程概覽 Programming 程式編寫 Applications of Programming in Real Life 程式編寫在現實生活的應用 運算思維與問題分析（Computational Thinking） 運算思維（Computational Thinking）是指在編碼（Coding）之前，先以邏輯方式分析問題，並建立清晰的解決方案模型。 輸入－處理－輸出模型 （Input–Process–Output, IPO Model） 任何程式問題都可用 IPO Model 分析： 輸入（Input）： 程式所需的初始資料（Input Data） 處理（Process）： 對資料進行的運算（Computation）及邏輯判斷（Logic） 輸出（Output）： 程式執行後產生的結果（Result / Output Data） 👉 這是 Algorithm Design 的第一步。 問題拆解（Decomposition） 當問題過於複雜（Complex Problem）時，應使用 Decomposition，把問題拆分為多個 Sub‑problems，再逐一解決。 演算法設計與表示（Algorithm Design and Representation） 演算法（Algorithm） 演算法（Algorithm）是一組有限（Finite）、清晰（Definite）、**有次序（Ordered）**的步驟，用以解決特定問題。 偽代碼（Pseudocode） 偽代碼（Pseudocode）用接近自然語言的方式描述演算法邏輯（Algorithm Logic），重點在於**流程（Flow）**而非語法（Syntax）。 👉 常用於 Algorithm Review 及 Logic Checking。 流程圖（Program Flowchart） 流程圖（Flowchart）以圖形符號表示演算法流程，常見元素包括： 開始／結束（Terminator） 輸入／輸出（Input / Output） 處理（Process） 判斷（Decision） 流程線（Flow Line） 乾跑與追蹤表（Dry Run, Trace Table） Dry Run：模擬程式執行（Program Execution Simulation） Trace Table：逐步記錄變數（Variables）值的變化 👉 常用於找出 Logic Error。 資料與資料類型（Data and Data Types） 變數與常數（Variables and Constants） Variable：儲存可改變資料（Mutable Data） Constant：儲存不可改變資料（Immutable Data） 簡單資料類型（Simple Data Types） 整數（Integer） 實數／浮點數（Real / Float） 字元（Character） 字串（String） 布林值（Boolean: True / False） 👉 正確選擇 Data Type 可避免 Type Error。 結構化資料類型（Structured Data Types） Array / List：相同資料類型的集合 Stack：後入先出（LIFO – Last In First Out） Queue：先入先出（FIFO – First In First Out） 運算子與運算（Operators and Operations） 算術運算子（Arithmetic Operators） + , − , * , / , MOD 關係運算子（Relational Operators） == , != , > , < , >= , <=👉 結果為 Boolean Value 布林運算子（Boolean / Logical Operators） AND OR NOT 運算優先次序（Operator Precedence and Association） 程式必須依 Operator Precedence 執行，否則會導致 Logic Error。 控制結構（Control Structures） 序列（Sequence） 指令依書寫順序（Sequential Order）執行。 選擇（Selection） 使用條件判斷（Conditional Statement）： IF IF–ELSE IF–ELSEIF–ELSE（Multi‑way Selection） 迭代（Iteration / Loop） FOR Loop（Count‑controlled Loop） WHILE Loop（Condition‑controlled Loop） Nested Loop（DSE 必考） 搜尋與排序演算法（Searching and Sorting Algorithms） 搜尋（Searching Algorithms） Linear Search：逐一比較（Sequential Search） Binary Search：僅適用於 Sorted List，效率較高（Higher Efficiency） 排序（Sorting Algorithms） Bubble Sort Insertion Sort Selection Sort 延伸認知：Merge Sort, Quick Sort 子程式與模組化（Sub-programs and Modularity） 子程式（Procedures / Functions） 使用 Sub‑programs 可提升： Readability Reusability Debugging Efficiency 參數傳遞（Parameter Passing） 透過 Parameters 把資料傳入 Sub‑program。 變數作用域（Variable Scope） Local Variable Global Variable 檔案處理（File Handling） 程式可進行： Open / Read / Write File Append / Delete / Amend Records Close File 測試與除錯（Testing and Debugging） 錯誤類型（Types of Errors） Syntax Error Logic Error Run‑time Error 數值誤差（Numerical Errors）： Rounding Error Truncation Error Overflow / Underflow 測試資料（Test Data） Normal Data Extreme Data Boundary Data Invalid Data 除錯方法（Debugging Techniques） Manual Trace Flags / Print Statements Breakpoints Program Tracing 使用模組與函式庫與實物互動（Modules and Libraries） 在實體編程中，程式通常不會直接控制硬件，而是透過模組（Module）或函式庫（Library）進行操作。 模組與函式庫本質上是預先編寫的程式碼集合（Pre‑written Code Collections），為程式提供高階介面（High‑level Interface），以簡化硬件操作。 常見用途包括： 讀取感應器數據（Reading Sensor Data） 控制外部裝置（Controlling Devices） 隱藏底層硬件細節（Abstracting Hardware Details） 在程式中，模組通常透過 import 指令引入，並以**函式（Function）或方法（Method）**的形式使用。 從感應器收集數據（Capturing Data from Sensors） **感應器（Sensor）**是用來量度或偵測實體環境變化的裝置，程式可透過函式庫即時取得其數值（Sensor Reading）。 1. 光感應器（Light Sensor） 光感應器用於量度光強度（Light Intensity / Brightness）。 在程式層面，光感應器會回傳一個數值（Numeric Value） 程式可利用該數值進行條件判斷（Conditional Check） 應用例子包括： 自動調節螢幕亮度 自動開關照明系統 這類應用通常結合 IF statement 與 Threshold Value（臨界值） 來觸發行為。 2. 加速度計（Accelerometer） 加速度計用於量度加速度（Acceleration）、傾斜（Tilt）及晃動（Shake）。 在程式中，加速度計常用於： 偵測裝置移動（Motion Detection） 判斷姿態改變（Orientation Change） 感應器數據可被視為輸入（Input），並交由程式作進一步處理。 控制實體裝置（Controlling Physical Devices） 除了接收輸入，程式亦可透過函式庫控制實體裝置，這類裝置統稱為致動器（Actuator）。 馬達（Motor） 馬達是一種將電能轉換為機械動作的致動器。 在程式中： 馬達可被視為輸出裝置（Output Device） 程式可透過函式設定其速度（Speed）、方向（Direction）或狀態（On / Off） 常見應用包括： 機械人移動（Robot Movement） 震動回饋（Vibration Feedback） 事件驅動編程（Event‑driven Programming） 事件驅動編程是一種以**事件（Event）**為核心的編程模式，程式不再依序由上至下執行，而是等待事件發生後才作出回應。 1. 事件與事件處理器（Event and Event Handler） 事件（Event）：可被程式偵測的動作或狀態改變 事件處理器（Event Handler）：當指定事件發生時自動執行的程式碼 事件驅動程式通常會進入一個監聽狀態（Listening State），並不斷檢查是否有事件觸發。 2. 事件的來源（Sources of Events） （一）用戶操作（User Actions） 例子包括： 按下按鈕（Button Press） 點擊介面元件（Click Event） 這類事件屬於使用者輸入（User Input）。 （二）感應器數值（Sensor Values） 例子包括： 光感應器數值超過設定值 加速度計偵測到晃動 這類事件通常以**條件判斷（IF condition）或比較運算（Comparison Operation）**來觸發。 結合實物功能的簡單程式（Simple Programs Using Physical Components） 1. 語音識別產生文字顯示（Speech Recognition → Text Display） 透過**語音識別（Speech Recognition）**模組，程式可將聲音轉換為文字（Speech‑to‑Text），並在顯示器（Display）輸出。 涉及概念包括： Speech Recognition Module Event Handler Output Display 2. 控制馬達移動（Motor Control） 程式可根據感應器輸入（例如 Accelerometer Data），動態調整馬達的狀態。 涉及概念包括： Sensor Input Motor Output Event‑driven Logic 3. 透過加速度計偵測動作（Motion Detection by Accelerometer） 加速度計可用於偵測晃動或移動，並觸發特定行為，例如顯示隨機訊息。 涉及概念包括： Accelerometer Event Detection Random Selection

網絡應用程式開發 Web Application Development 課程概覽 網絡服務與實施 Network Services and Implementation 網絡編程與應用 Web Programming and Applications 客戶機—伺服器通訊的基本概念 Client–Server Communication 1. 客戶機與伺服器的角色 Client and Server Roles 在網絡系統中，通訊雙方通常以兩種網絡程式（Network Programs）的形式出現： Client 發出服務請求（Service Request） 主動啟動通訊（Initiates Communication） 常見例子：Web Browser、Email Client、Database Client Server 接收並處理請求（Request Handling） 提供網絡服務（Service Provision） 持續監聽請求（Listening for Requests） 請求與回應機制 Request–Response Model 客戶機—伺服器通訊依賴請求與回應模式（Request–Response Communication Model）： Request 由 Client 發送 包含服務類型、資源位置及通訊埠（Port） Response 由 Server 回傳 包含請求的資源或處理結果 此模型是 Web Services、Database Services 及多數 Network Applications 的基礎。 HTTP 通訊與請求方法 HTTP Communication and Request Methods 在 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 中，最常見的兩種請求方法為： HTTP GET Request 用途： 取得資料（Retrieve Data） 特點： 不改變伺服器資料 參數可見於 URL HTTP POST Request 用途： 提交資料（Submit Data） 特點： 用於表單提交（Form Submission） 可觸發伺服器端處理（Server-side Processing） TCP 與通訊埠編號 Transmission Control Protocol (TCP) and Port Numbers 在 TCP/IP Protocol Stack 中： IP Address 識別網絡上的主機（Host Identification） Port Number 識別主機上的服務（Service Identification） 常見 Well-known TCP Ports： Port 80：HTTP Port 443：HTTPS Port 25：SMTP 常見網絡伺服器及其服務 Common Network Servers and Services 在實際網絡環境中，不同伺服器提供不同類型的網絡服務（Network Services）： 1. DHCP 伺服器 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Server 功能： 自動分配 IP Address 提供 Subnet Mask, Default Gateway, DNS Server 資訊 優點： 減少手動設定（Manual Configuration） 降低 IP Address 衝突（IP Conflict） 2. 網域控制器 Domain Controller 功能： 使用者驗證（Authentication） 使用者授權（Authorization） 管理 User Accounts 與 Access Rights 常見於： 企業網絡（Enterprise Network） 校園網絡（Campus Network） 3. 檔案伺服器 File Server 功能： 集中式檔案儲存（Centralised File Storage） 檔案共享（File Sharing） 搭配設定： File Permissions Access Control 4. 代理伺服器 Proxy Server 功能： 作為 Client 與 Internet 之間的中介（Intermediary） 內容過濾（Content Filtering） 快取（Caching） 5. 網頁伺服器 Web Server 功能： 儲存與提供網頁內容（Web Content Delivery） 回應 HTTP / HTTPS Requests 常見服務： Web Service Intranet Website 6. 數據庫伺服器 Database Server 功能： 儲存結構化資料（Structured Data） 提供 Query Processing 常與以下搭配： Database Management System (DBMS) Web Applications 7. 網間連接器 Gateway 功能： 連接不同網絡（Inter-network Connection） 轉換不同通訊協定（Protocol Translation） 例子： LAN 與 WAN 之間的連接 基本網絡實施 Basic Network Implementation 1. 網絡連接方式 Network Connection Methods Ethernet Network 有線連接（Wired Network） 高穩定性與高傳輸速率（High Data Transfer Rate） Wireless Network (Wi‑Fi) 無線連接（Wireless Communication） 高流動性（Mobility） 2. 簡單網絡的例子 Examples of Simple Networks Home Network Router Wired + Wireless Devices Ad hoc Network 無中央伺服器（No Central Server） 臨時網絡（Temporary Network） 網絡資源共享 Network Resource Sharing 透過網絡，可實現以下資源共享（Shared Resources）： File Sharing Printer Sharing Internet Connection Sharing 資源共享有助於： 降低成本（Cost Reduction） 提升協作效率（Collaboration Efficiency） 檔案與資料夾的共享權限 File and Folder Sharing Permissions 常見存取權限（Access Rights）包括： Read Permission 允許讀取內容 不可修改或刪除 Write Permission 允許修改與刪除 Execute Permission 允許執行程式或腳本 安全原則（Security Principle）： Users should be granted the minimum access rights required. 基本網絡服務的設定 Setting up Simple Network Services 1. 萬維網服務 Web Service 在本地網絡中部署 Web Server 用途： 測試網站（Website Testing） 內聯網服務（Intranet Service） 2. 數據庫服務 Database Service 在指定主機上部署 Database Server 允許多個 Client 存取資料 常用於： 小型資訊系統 專案資料管理 網頁編寫與網上出版 Web Authoring and Publishing 1. HTML：內容與結構 HTML (HyperText Markup Language) HTML 是用於定義網頁**內容結構（Content Structure）與語意（Semantics）**的標記語言（Markup Language）。其功能並非控制外觀，而是描述資料的角色與層次。 常見 HTML 元素（HTML Elements）包括： Heading elements（如 <h1>） Paragraph elements（如 <p>） Image elements（<img>） Anchor elements（<a>，Hyperlink） Key concept（考試可用句）： HTML defines the structure and semantic meaning of web content. 2. CSS：呈現與樣式 CSS (Cascading Style Sheets) CSS 用於控制網頁的外觀（Presentation）與版面（Layout），包括顏色、字型、間距與排列方式。 CSS 的核心優勢在於： Separation of content and presentation Consistency across multiple web pages 常見概念： External stylesheet Selector, property and value Responsive layout 對照理解： HTML → Structure / Content CSS → Presentation / Style 3. 網上出版方式 Publishing Content on the Web 網頁內容必須存放於 Web Server 才能被 Internet 存取。常見出版方式包括： Building a website manually 編寫 HTML / CSS 上載至 Web Hosting Service Using a Content Management System (CMS) Web-based Content Management System 例子：WordPress、Wix、Squarespace Key term： Web Hosting, Web Server, CMS (Content Management System) 客戶端與伺服器端技術 Client-side vs Server-side Technologies 1. 客戶端技術 Client-side Technology 執行位置：Web Browser 主要用途： 使用者介面（User Interface） 即時回應（Immediate Feedback） 簡單資料驗證（Simple Validation） 主要技術： HTML Forms JavaScript (Client-side Script) Key concept： Client-side scripts improve user experience but should not handle sensitive operations. 2. 伺服器端技術 Server-side Technology 執行位置：Web Server 主要用途： 處理輸入資料（Processing Input Data） 存取資料庫（Database Access） 使用者認證（Authentication） 常見伺服器端語言： PHP Python Node.js Security principle（必背）： All database operations must be performed on the server side. 建立客戶端介面 Creating Client Interfaces HTML 表單 HTML Forms HTML 表單（Form）是最基本的客戶端介面（Client Interface），用於收集使用者輸入（User Input）。 常見輸入元素： Text input Number input Submit button 表單資料會透過 HTTP Request 傳送至伺服器端。 簡單資料驗證 Simple Data Validation 資料驗證可分為： Client-side Validation Server-side Validation Client-side validation 的目的： 檢查輸入格式（Format Checking） 檢查數值範圍（Range Checking） 提升使用者體驗（User Experience） 例子： 檢查數字是否在合理範圍內（e.g. age between 1 and 120） 伺服器端處理與資料庫 Server-side Processing and Database 1. 處理輸入資料 Processing Input Data 伺服器端程式可： 接收表單輸入 執行計算 回傳結果至客戶端 例子： Quadratic Equation Calculation 2. 資料庫存取 Database Retrieval and Update 伺服器端程式可與資料庫管理系統（DBMS）溝通： Retrieve data（SELECT） Update data（UPDATE） 限制： 僅需單一資料表（Single Database Table） 3. 使用 Cookies Cookies Cookie 是儲存在瀏覽器中的小型文字檔（Small Text File），用於保存使用者相關資訊。 用途包括： User identification Session tracking Shopping cart data Key term： Cookie, Session, User ID 整合：開發簡單網上應用程式 Developing a Simple Web Application 一個完整的網上應用程式需整合： Client-side scripts Server-side scripts Database 範例（DSE 指定）：Shopping Mall Restaurant Search Engine 流程（End-to-end Process）： Client submits search request Server processes request Database query executed Result returned as HTTP Response Client displays dynamic content Key phrase（可直接作答）： A web application integrates client-side and server-side scripts to process user requests dynamically. 網上應用程式的新趨勢 New Trends in Web Application Development Responsive Web Design 自動適應不同裝置（Device-independent Design） 使用 CSS Media Queries 改善 Mobile User Experience Key term： Responsive Design, Mobile-first Design

電腦系統基礎 Computer System Fundamentals 課程概覽 Basic Machine Organisation 基本機器組織 System Software 系統軟件 電腦系統硬件的功能分類 Functional Units of a Computer System 電腦系統的硬件可依其功能劃分為五個相互依存的類別： 功能分類 輸入設備（Input Devices） 用於將外界資料轉換為電腦可處理的形式。 處理單元（Processing Units） 負責執行指令、進行算術與邏輯運算。 輸出設備（Output Devices） 將處理結果轉換為使用者可理解的形式。 儲存設備（Storage Devices） 用以保存程式與數據，可分為短期與長期儲存。 匯流排系統（Bus System） 負責在各硬件單元之間傳送數據、指令與控制訊號。 核心概念： 電腦的運作依賴上述五類硬件的整體協調，而非單一裝置的獨立功能。 處理單元的角色與分工 Processing Units 1. 中央處理器 Central Processing Unit (CPU) 中央處理器是電腦系統中負責**指令執行（Instruction Execution）與資料運算（Data Processing）**的核心組件。 CPU 的主要組成部件： 控制單元（Control Unit, CU） 負責指令的提取與解譯 協調各硬件單元的運作 不直接進行運算 算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU） 執行算術運算（如加、減） 執行邏輯運算（如比較、AND、OR） 2. 圖形處理器 Graphics Processing Unit (GPU) GPU 為專門化處理器，設計用於大量平行運算（Parallel Processing），特別適合處理影像、視覺效果及圖形相關計算。 3. 處理器效能指標 CPU Performance Measurement 時脈頻率（Clock Speed / Frequency） 單位：赫茲（Hz） 表示每秒可完成的時脈週期數 常用時間單位： 微秒（Microsecond, µs） 納秒（Nanosecond, ns） 皮秒（Picosecond, ps） 說明重點： 時脈頻率反映處理節奏，惟整體效能仍受架構與核心數影響。 指令處理流程：機器週期 Machine Cycle / Fetch–Decode–Execute Cycle 在單一處理器架構中，每條指令皆依循固定處理流程： 流程概覽 提取（Fetch） 從主記憶體取得指令 譯碼（Decode） 分析指令內容與操作需求 執行（Execute） 由 ALU 或相關單元完成運算或操作 支援組件 暫存器（Registers） 位於 CPU 內部 提供極高速的暫存空間 匯流排（Buses） 傳輸指令、數據與控制訊號 連接 CPU、主記憶體與 I/O 裝置 關係說明： 暫存器與匯流排是機器週期得以高速運作的關鍵因素。 主記憶體的類型與特性 Main Memory 1. 隨機存取記憶體 Random Access Memory (RAM) 支援隨機存取 儲存正在使用的程式與數據 容量與存取速度影響多工效能 2. 唯讀記憶體 Read Only Memory (ROM) 儲存系統啟動指令（BIOS / UEFI） 正常運作下不可隨意修改 3. 快取記憶體 Memory Cache 位於 CPU 與 RAM 之間 容量小、速度極快 儲存高頻使用的指令與數據 4. 記憶體相關概念 記憶體容量（Memory Size） 記憶體位址（Memory Address） 字長（Word Length）：32-bit / 64-bit 字長越大，單次可處理資料量越多 5. 記憶體單位與前綴 單位 換算 1 KB 1024 Bytes 1 MB 1024 KB 1 GB 1024 MB 1 TB 1024 GB 考試重點： 電腦前綴不同於 SI 制（1000），須明確區分。 輸入與輸出設備 Input and Output Devices 輸入設備功能 用於收集文字、圖像、聲音及視像等資料。 例： Keyboard、Mouse、Microphone、Scanner、Webcam 輸出設備功能 用於呈現處理結果。 例： Monitor、Printer、Speaker、Projector 應用原則： 應依實際情境選擇最合適的輸入或輸出設備，並能清楚說明其合理性。 儲存設備的特性與類型 Storage Devices 儲存設備提供長期資料保存功能，屬非揮發性。 1. 功能特性分類 存取方式 隨機存取（Random Access） 順序存取（Sequential Access） 其他特性 儲存容量 資料傳輸率 揮發性 2. 常見儲存設備 磁碟（HDD） 快閃記憶體（SSD / USB） 光碟（CD / DVD / Blu‑ray） 磁帶（Magnetic Tape） 網絡儲存（Network / Cloud Storage） 發展趨勢 容量持續增加 傳輸速度提升 實體體積縮小 電腦系統的最新發展趨勢 Latest Developments 處理器：多核心（Multi‑core）、低耗能 主記憶體：DDR4 / DDR5，高頻寬 輔助儲存：SSD 成為主流，NVMe 提升效能 數據通訊：高速匯流排（如 PCIe） 學習要求： 只需掌握方向與概念，無須深入技術細節。 硬件、系統軟體、應用軟體與使用者之間的關係 Relationship among Hardware, System Software, Application Software and Users 電腦系統可理解為一個分層結構（Layered Architecture） 各層角色分工如下： 使用者（User） 提出操作需求與工作目標。 應用軟體（Application Software） 為使用者提供完成特定任務的功能，例如文字處理、瀏覽網頁或遊戲。 系統軟體（System Software） 作為中介層，負責管理硬件並為應用軟體提供運作環境。 硬件（Hardware） 實體設備，包括 CPU、RAM、儲存裝置及輸入／輸出裝置。 核心理解： 使用者與應用軟體無法直接控制硬件，所有硬件操作皆須透過系統軟體進行。 作業系統的角色與功能 Operating System (OS) 作業系統（Operating System, OS）是系統軟體中最關鍵的組成部分，負責啟動電腦、管理系統資源及維持整體運作穩定。 作業系統的基本功能包括： 1. 處理器管理 Processor Management 分配 CPU 使用時間 控制程序執行次序（Process Scheduling） 支援多工處理（Multitasking） 2. 記憶體管理 Memory Management 分配與回收主記憶體（RAM）空間 防止程式互相干擾 提升系統效能與穩定性 3. 檔案與儲存管理 File and Storage Management 建立檔案系統（File System） 管理檔案與資料夾結構 記錄資料於儲存裝置中的實際位置 4. 裝置管理 Device Management 控制輸入及輸出設備 協調硬件與軟體之間的通訊 倚賴驅動程式（Driver Programs）運作 5. 使用者介面 User Interface (UI) 提供使用者與系統互動方式 常見形式： 圖形使用者介面（Graphical User Interface, GUI） 指令列介面（Command-line Interface, CLI） 常見作業系統及其應用 Common Operating Systems 系統概覽 Microsoft Windows： 桌面及筆記型電腦主流作業系統，軟硬件相容性高 Apple macOS： 專為 Mac 電腦設計，重視介面整合與多媒體處理 Linux： 開源（Open-source）作業系統，廣泛應用於伺服器與開發環境 Apple iOS： 行動裝置作業系統，應用於 iPhone 與 iPad Google Android： 全球使用最廣泛的行動作業系統，支援多種硬件平台 實用程式 Utility Programs 實用程式是執行特定系統維護或管理任務的系統軟體，主要用途為提升系統效能、可靠性與安全性。 常見實用程式類型包括： Data Compression Utilities 減少檔案大小，節省儲存空間並提升傳輸效率 Virus Checkers / Anti-virus Software 偵測及移除惡意程式（Malware） File Managers 管理檔案與資料夾，例如複製、移動及刪除 Defragmentation Software 重組磁碟中分散的檔案區塊，提升存取效率 System Monitoring Software 顯示 CPU、RAM、儲存裝置等即時使用狀況 考試重點： 需理解用途與功能，毋須掌握技術實作細節。 驅動程式 Driver Programs 驅動程式是一種專門負責溝通與轉譯的系統軟體，用以連接作業系統與特定硬件設備。 驅動程式的功能： 提供作業系統操作硬件的標準介面 確保硬件能依其設計正常運作 每種硬件通常需對應專屬驅動程式 電腦系統的運作模式 Modes of Operation 不同電腦應用場景，對處理方式有不同要求，形成多種系統運作模式。 1. 批次處理 Batch Processing 工作集中後一次性處理 執行期間無使用者互動 適合大量重複性工作 應用： 薪酬計算、帳單產生、試卷批改 2. 即時處理 Real-time Processing 資料輸入後立即處理 系統必須於限定時間內回應 延遲可能導致嚴重後果 應用： 航班控制、醫療監控、即時交易系統 3. 並行處理 Parallel Processing 單一電腦內多個處理器或 CPU 核心同時運算 提升處理速度與效能 應用： 科學模擬、影像渲染、高效能計算 4. 分散式處理 Distributed Processing 多部電腦透過網絡協同完成任務 各節點獨立運算並共享結果 應用： 大型資料分析、分散式運算平台 5. 虛擬化 Virtualisation 以軟體建立虛擬機器（Virtual Machine） 在同一實體硬件上運行多個作業系統 應用： 雲端運算、系統測試、資源整合 概念釐清（常見混淆） Parallel Processing：多核心／多處理器於同一電腦內同時運算 Distributed Processing：多部電腦經網絡協作運算

資訊處理 Information Processing 資訊處理簡介 Introduction to Information Processing 數據組織及數據控制 Data Organisation and Data Control 數據表示 Data Representation 數據操縱和分析 Data Manipulation and Analysis 資訊系統的概念與組成 Information System 資訊系統的定義 — Definition 資訊系統（Information System）是為達成特定目標而建立的一套有組織的架構，用以收集、處理、儲存及傳遞資料（Data），並將其轉化為可理解、可應用的資訊（Information）。此概念並不局限於電腦系統，任何具備明確規則與流程的資訊管理方式，皆可構成資訊系統，包括紙本或人手操作的系統。 資訊系統的五個核心部件 Components of an Information System 任何完整的資訊系統，皆由以下五個相互依存的要素構成： 目的（Purposes） 系統存在的原因與預期達成的功能，決定整個系統的設計方向。 數據（Data） 尚未經處理的原始事實或記錄，為系統運作的基本輸入。 流程（Processes / Procedures） 將數據轉化為資訊的一連串操作與規則。 科技（Technologies） 包括硬件（Hardware）與軟件（Software），為系統提供實際運作工具。 人員（Personnel） 使用、管理及維護系統的相關人士。 數據與資訊的本質差異 Data vs. Information 1. 數據（Data） 數據是未經解釋、未賦予意義的事實表示，可為數字、文字或符號，本身不具決策價值。 2. 資訊（Information） 資訊是經處理、整理及分析後的數據結果，能反映狀況、支持判斷，並具有實際用途。 3. 關係說明 資訊 ≠ 新形式的數據資訊 = 數據 + 結構 + 意義 4. 常見數據類型 Types of Data 類型 說明 文字（Text） 字母、符號及文字串 數字（Number） 可進行數學運算的數值 圖像（Image） 靜態視覺資料 音效（Audio） 聲音與語音資料 視像（Video） 動態影像（通常包含音效） 資訊處理的主要過程 Information Processes 資訊處理並非單一步驟，而是一個循環性流程，用以逐步提升數據的價值。 核心處理階段包括： 數據收集（Data Collection） 取得原始數據的過程，可透過電腦或非電腦方式完成。 組織（Organisation） 將數據依既定結構分類或排序，以利後續處理。 分析（Analysis） 對數據進行比較、統計或模式辨識。 處理（Processing） 對數據進行轉換或運算的統稱，通常涵蓋組織與分析。 儲存（Storage） 保存數據或資訊，以供日後存取或追蹤。 傳輸（Transmission） 在不同使用者或系統之間傳遞數據或資訊。 演示（Presentation） 以圖表、報告或視覺形式呈現資訊，提升理解效率。 資訊時代與知識型社會 Information Age & Knowledge-based Society 1. 資訊時代的界定 資訊時代（Information Age）是指資訊的生產、流通與應用，成為社會核心活動的歷史階段。此轉變源於電腦（Computers）、互聯網（Internet）及流動裝置（Mobile Devices）的普及。 2. 從資訊到知識 資訊（Information）：經處理後的事實描述 知識（Knowledge）：能被理解、判斷並實際應用的資訊 知識並非資訊的數量累積，而是理解與應用能力的體現。 資訊素養的重要性 Information Literacy 在資訊高度泛濫的社會中，資訊素養是個人能否有效運用資訊的關鍵能力。 資訊素養涵蓋以下能力： 搜尋（Find） 有效定位所需資訊來源。 評估（Evaluate） 判斷資訊的可靠性、準確性及偏誤性。 應用（Use） 將資訊轉化為解決問題或決策的依據。 傳達（Communicate） 合乎道德與規範地分享資訊成果。 數據的分級組織結構 Hierarchical Organisation of Data 在資訊系統中，數據並非零散存在，而是以分層方式組織，其基本結構如下： 數據（Data） 最基本的單位，代表單一事實或數值。 欄位（Field） 用以儲存同一性質的數據項目，例如「學生編號」。 記錄（Record） 多個相關欄位的集合，用以描述一個完整對象，例如一名學生的資料。 檔案（File） 多筆同類型記錄所組成的集合。 資料庫（Database） 由多個相關檔案構成，並由資料庫管理系統統一管理。 理解要點： 分級組織有助於系統進行有效的儲存（Storage）、存取（Retrieval）及維護（Maintenance）。 記錄的儲存與存取方式 Record Storage and File Access Methods 1. 順序存取（Sequential Access） 記錄依固定次序儲存，必須依序讀取才能取得目標資料。 優點（Advantages）： 結構簡單，適合大量連續處理。 缺點（Disadvantages）： 存取特定記錄速度較慢。 應用（Applications）： 批次處理系統（Batch Processing），如薪金計算。 2. 直接存取（Direct Access / Random Access） 可直接定位並讀取指定記錄，而無需依序搜尋。 優點： 存取速度快，適合即時操作。 缺點： 系統設計較複雜，成本較高。 應用： 即時查詢系統（Online Transaction Processing, OLTP）。 數據錯誤的來源與影響 Sources of Data Errors 數據錯誤若未被及時偵測，將直接影響資訊品質，常見錯誤來源包括： 數據來源錯誤（Data Source Error） 由資料提供者本身給予不正確的原始數據。 轉錄錯誤（Transcription Error） 在輸入或辨識過程中誤讀或誤輸，例如將字母 O 輸入為數字 0。 調位錯誤（Transposition Error） 相鄰數字位置互換，例如將 16 輸入為 61。 上述錯誤若進入系統，將導致 Garbage-In-Garbage-Out（GIGO），即錯誤輸入必然產生錯誤輸出。 數據有效性檢驗 Data Validation 數據有效性檢驗是指將輸入數據與預先設定的規則作比較，以判斷其是否合理。 此機制只能偵測錯誤，不能自動修正錯誤。 常見的有效性檢驗方式包括： 欄位存在檢查（Field Presence Check） 確保必要欄位不可留空，例如學生編號（SID）。 欄位長度檢查（Field Length Check） 限定輸入字元或數字的長度，例如電話號碼。 範圍檢查（Range Check） 確保數值落在指定區間內，例如年齡。 固定值檢查（Fixed Value Check） 輸入值必須屬於預定清單，例如性別。 格式檢查（Format Check） 檢查資料是否符合指定格式，例如電郵地址。 類型檢查（Type Check） 確保資料類型正確，例如分數必須為數值。 檢查碼（Check Digit） 檢查碼與錯誤偵測 Check Digit & Parity Check 1. 檢查碼（Check Digit） 檢查碼是一種透過數學運算（如 Weighted Modulo-11）來驗證編碼正確性的方式。系統可藉此判斷輸入代碼是否符合計算規則。 用途：偵測輸入錯誤 限制：無法指出錯誤位置，也不能自動修正 2. 奇偶檢測（Parity Check） 在二進位資料中加入一個 Parity Bit，用以維持 1 的數量為奇數（Odd Parity）或偶數（Even Parity）。 功能：偵測資料在傳輸過程中是否發生錯誤 限制：僅能偵測單一位元錯誤，無法修正錯誤 數據驗證：錯誤預防機制 Data Verification 相較於有效性檢驗著重於「偵測」，驗證機制則重在「預防」。 常見方法包括： 重複輸入（Input Data Twice）由同一人輸入兩次作比對 雙重輸入（Double Data Entry）由兩名不同人員各輸入一次作比對 表單設計與數據控制 Form Design for Data Control 良好的表單設計可有效減少輸入錯誤，包括： 核取方塊（Check Box）：允許多項選擇 選項按鈕（Selection Box / Radio Button）：只允許單一選擇 下拉式選單（Pull-down List）：限制輸入為固定值，避免自由輸入錯誤 模擬數據與數碼數據的本質差異 Analog Data vs. Digital Data 1. 模擬數據（Analog Data） 模擬數據具有連續性（Continuity），其數值在某一範圍內可無限細分，無固定間距。 特徵：連續、可變、易受干擾 例子：聲波振幅、溫度變化、自然光顏色 2. 數碼數據（Digital Data） 數碼數據屬於**離散型（Discrete）**資料，只能取有限且明確的數值。在電腦系統中，所有數碼數據均以二進制（Binary）表示。 基本單位：位元（Bit, Binary Digit） 表示方式：0 與 1 3. 類比與數碼之間的轉換 模擬轉數碼（Analog-to-Digital Conversion, ADC）將現實世界的連續訊號轉換為二進制數據，以供電腦處理。 數碼轉模擬（Digital-to-Analog Conversion, DAC）將電腦輸出的二進制數據還原為人類可感知的連續訊號。 概念重點：電腦無法直接理解模擬訊號，所有輸入與輸出皆須經過 ADC 或 DAC。 資訊科技採用數碼數據的原因 Why IT Uses Digital Data 資訊科技系統全面採用數碼數據，主要基於以下因素： 抗干擾能力（Noise Resistance）數碼訊號在一定範圍內可保持正確判讀。 可重複性（Perfect Copying）數碼資料可多次複製而不產生品質衰減。 處理效率（Ease of Processing）電腦硬件以開／關狀態（On/Off）運作，與二進制完全相容。 儲存效能（Efficient Storage）大量資訊可壓縮儲存在有限空間中。 位元數與表示能力的關係 若使用 n 個位元（n bits），可表示的不同組合數為： 2ⁿ 種模式（Patterns / Combinations） 例如： 1 bit → 2 種狀態 3 bits → 8 種狀態（可用於表示 8 種顏色） 8 bits = 1 byte → 256 種狀態 數字系統與轉換 Number Systems 常用數制 十進制（Denary / Base‑10）：人類日常使用 二進制（Binary / Base‑2）：電腦內部運算 十六進制（Hexadecimal / Base‑16）：二進制的簡化表示方式 整數轉換原則 十進制 → 二進制：Repeated Division by 2 二進制 → 十進制：Place Value Method 二進制 ↔ 十六進制：每 4 bits 對應 1 hex digit 教學重點：理解轉換方法與邏輯，毋須背誦特定數值。 負整數的表示：二補數 Two’s Complement 電腦系統以 Two’s Complement 表示負整數，其優點在於可統一加減運算方式。 二補數形成步驟： 取得正數的二進制表示 位元反轉（One’s Complement） 加 1 Most Significant Bit (MSB)： 0 → 正數 1 → 負數 二進制運算與溢出誤差 Binary Arithmetic & Overflow 1. 二進制加減運算 加法：依照進位規則進行 減法：轉換為加上對方的二補數 2. 溢出誤差（Overflow Error） 當計算結果超出 n-bit 可表示範圍時，即產生溢出。 以 8-bit Two’s Complement 為例： 最小值：−128 最大值：+127 判斷原則： 正數 + 正數 → 負數 ⇒ 溢出 負數 + 負數 → 正數 ⇒ 溢出 字元的數碼表示 Character Representation 文字以「字元集（Character Set）」定義對應的數值編碼。 常見標準： ASCII：7-bit（128 字元），主要用於英文 Big‑5 Code：繁體中文（香港、台灣） Guobiao Code（GB）：簡體中文（中國內地） Unicode：全球通用標準，為每個字元分配唯一碼位常見實作方式：UTF‑8 概念重點： 字元集越大，所需位元數越多；考試毋須記憶實際編碼。 多媒體的數碼化與檔案格式 Digitisation of Multimedia 1. 圖像（Image） 組成單位：像素（Pixel） 關鍵因素： 解像度（Resolution） 色深（Colour Depth） 常見格式： BMP（無壓縮） JPG/JPEG（有損壓縮） PNG（無損壓縮，支援透明） 2. 聲音（Audio） 技術：抽樣（Sampling） 關鍵因素： 抽樣率（Sampling Rate） 位元深度（Bit Depth） 格式比較： WAV：無壓縮，高品質 MP3：有損壓縮，高效率 3. 影片（Video） 組成：影格（Frames）＋聲音 關鍵因素： 幀率（Frame Rate, fps） 壓縮技術 常見格式： AVI MPEG‑4 / MP4 4. 文件格式 TXT：純文字 PDF：固定版面 DOCX / ODT：可編輯文件格式 文字（Text）作為多媒體元素 1. 文字的功能與優點（Merits of Text） 文字是一種高度結構化的資訊表示方式，具備以下特性： 能以精確、直接且不含歧義的方式傳遞訊息 適合描述性與資訊性內容 儲存容量需求低，佔用系統資源少 傳輸速度快，適合網絡環境 2. 字元編碼系統 Character Coding System 文字在電腦中必須透過編碼系統轉換為二進制形式，常見標準如下： 編碼系統 主要語言 儲存特性 ASCII 英文 1 Byte / 字元 Big‑5 繁體中文 2 Bytes / 中文字 Guobiao (GB) 簡體中文 2–3 Bytes Unicode / UTF‑8 全球語言 1–3 Bytes（可變長度） 重要概念： ASCII 為 Unicode 的子集，Unicode 解決了多語言編碼衝突問題。 3. 文字屬性（Text Attributes） 字體大小（Font Size）：以 point 為單位 字型樣式（Font Style）：Underline / Italic / Bold 字體類型（Typeface） Serif：提升閱讀性 Sans Serif：簡潔清晰 Decorative：不宜用於網頁出版 4. 版面與格式（Layout & Formatting） 行距、段距（Line / Paragraph Spacing） 定位方式（Tab / Column） 對齊方式（Alignment）：Left / Right / Center / Justified / Distributed 頁面設定：邊距、紙張大小、方向（Portrait / Landscape）、背景 5. 文字輸入與檔案格式 輸入方式（Creation）：Typing / OCR（Optical Character Recognition）/ 手寫輸入 / 語音輸入 常見文字檔案格式：TXT、HTML、DOCX、RTF、PDF PDF 特性： 保留原有版面與格式、不易修改、支援搜尋與複製 圖像（Graphics） 1. 圖像的表示方式 （1）向量圖像 Vector Graphics 以數學公式描述 放大不失真 檔案大小取決於圖形複雜度 不適合呈現真實照片 編輯工具：Adobe Illustrator （2）點陣圖像 Bitmapped Graphics 由像素（Pixel）組成 放大後易失真 表現真實影像能力高 編輯工具：Adobe Photoshop 2. 圖像色彩表示 Colour Code / Colour Model RGB：顯示裝置（光的三原色） CMYK：印刷用途（墨水反射光） 顏色以 Red / Green / Blue（0–255）組合決定。 3. 圖像屬性（Attributes） 解像度（Resolution） 像素總數 解像度 ↑ → 品質 ↑ → 檔案 ↑ 列印解像度：dpi 色深（Colour Depth） 每像素所用位元數（Bits per Pixel） 色深 可表示顏色數 1-bit 2 8-bit 256 16-bit 65,536 24-bit 16,777,216（True Color） 4. 圖像壓縮與格式 壓縮目的（Compression）：減少儲存空間、提升傳輸效率 常見格式比較 格式 壓縮 特性 BMP 無 檔案最大 GIF 無損 支援動畫、透明 PNG 無損 高品質、透明 JPEG 有損 適合照片 TIFF 無損 出版、掃描 聲音（Audio） 1. 聲音基本概念 可聽範圍：20 Hz – 20 kHz Frequency：音高 Amplitude：音量 2. 聲音數碼化 Digital Audio Sampling：定時量度振幅 Quantization：將連續值映射為離散值 3. 聲音屬性 Sampling Rate (Hz) Sampling Size (bit) Channel：Mono / Stereo 計算關係： File size = sampling rate × sampling size × channel × duration 4. 聲音檔案格式 格式 壓縮 特點 WAV 無 高品質 MP3 有損 檔案小 AAC / M4A 有損 高效率 FLAC 無損 開源 MIDI 合成音 無人聲 影片（Video） 1. 影片本質 影片為一連串影格（Frames）加上聲音組合而成。 2. 影片屬性 Frame Size（解像度） Frame Rate（fps） Colour Depth Duration Compression 3. Codec 與 Container Codec：負責壓縮與解壓（如 x264、DivX） Container：封裝影音資料（如 AVI、MP4、MOV） 4. 串流與緩衝 Streaming：即時播放 Buffering：預先載入資料 Digital TV：以離散數據傳送，畫質穩定

DSE ICT Paper 1A MC 答案 概覽 2025 MC 答案 2024 MC 答案 2023 MC 答案 2022 MC 答案 2021 MC 答案 2020 MC 答案 2019 MC 答案 2018 MC 答案 2017 MC 答案 2016 MC 答案 2015 MC 答案 2014 MC 答案 2013 MC 答案 2012 MC 答案 PP MC 答案 SP MC 答案 由於題目數量龐大，載入解題方案時可能需要較長時間，敬請耐心等候。 SP, PP, 2012-2025 DSE Information and Communication Technology MC Answer 若題目命中率低於 30%，將以紅色標示，以作提醒。 2005-2011 HKCEE Computer Information Technology MC Answer 若題目命中率低於 30%，將以紅色標示，以作提醒。 2003-2004 HKCEE Information Technology MC Answer 若題目命中率低於 30%，將以紅色標示，以作提醒。 2002-2004 HKCEE Computer Studies MC Answer 若題目命中率低於 30%，將以紅色標示，以作提醒。 1991-2001 HKCEE Computer Studies MC Answer