2025年《管理信息系统》数据库设计强化冲刺卷

2025年《管理信息系统》数据库设计强化冲刺卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.在关系模型中，用来唯一标识元组的属性或属性组合称为（）。A.关键字(Key)B.外部关键字(ForeignKey)C.主属性(PrimeAttribute)D.非主属性(Non-primeAttribute)2.下列关于第一范式的说法，错误的是（）。A.关系中的每一列都是不可分割的基本数据项。B.关系中的每一行必须是可区分的，即具有唯一标识符。C.关系中不允许有完全重复的元组。D.每个属性必须具有数据类型。3.如果关系R属于第一范式，且所有属性都不是主属性，那么R至少不满足（）。A.第二范式(2NF)B.第三范式(3NF)C.满足BCNFD.以上都不是，R仍然满足1NF4.在关系数据库中，实现实体间一对多联系的常用方法是（）。A.将多端实体的主键作为一端实体的外键。B.创建一个新关系来存储两端实体的联系信息。C.将一端实体的主键作为多端实体的外键。D.以上方法都可以，视具体情况而定。5.E-R模型中的“基数”描述的是（）。A.实体的属性个数。B.关系中的元组个数。C.两个实体之间的联系类型（一对一、一对多、多对多）。D.实体的实例数量。6.将E-R图转换为关系模式时，一个多对多联系通常转换为一个（）。A.单独的关系模式。B.包含两端实体主键和联系属性的关系模式。C.可以选择转换为一个或两个关系模式。D.无需转换，因为它只是一种语义描述。7.在数据库设计中，概念结构设计的核心成果是（）。A.数据库物理结构。B.逻辑结构（关系模式集合）。C.E-R图。D.SQL代码。8.“用户定义的完整性”约束主要针对（）。A.实体完整性。B.参照完整性。C.特定关系数据库中的业务规则。D.数据库性能优化。9.以下哪个SQL语句用于创建一个新表？（）A.`SELECT`B.`INSERT`C.`CREATETABLE`D.`UPDATE`10.索引的主要作用是（）。A.增加数据库的存储空间。B.提高数据更新的速度。C.加快数据查询的速度。D.减少数据库的连接时间。二、简答题（每小题5分，共20分）1.简述数据库设计第三范式(3NF)的要求及其目的。2.解释什么是数据库的实体完整性，并说明其通常通过什么机制来保证。3.在设计管理信息系统的数据库时，需求分析阶段的主要任务是什么？4.简述E-R图中的三个基本要素：实体、属性和联系。三、设计题（共30分）假设你需要为一个学校设计一个简单的学生选课管理系统的数据库。请根据以下要求完成数据库设计：1.设计E-R图：描述系统中的主要实体（至少包括：学生、课程、教师），并标明它们的属性（每个实体至少包含一个主属性）。对于学生选课这个联系，说明其类型（一对一、一对多、多对多），并补充必要的属性（如选课时间、成绩等）。*(注意：此处要求描述E-R图，无需实际图形，请用文字清晰描述各实体、属性及联系关系)*2.转换为关系模式：将上一步设计的E-R图转换为关系模式（列出所有关系模式及其包含的属性，明确各属性的类型，并标明主键和外键）。3.规范化分析：分析你设计的关系模式，判断它们分别满足第几范式（至少到3NF），并说明理由。如果存在不符合最高范式的情况，尝试将其分解为满足更高范式的关系模式。4.编写SQL语句：根据你的关系模式，编写以下SQL语句：a)创建所有关系模式（使用`CREATETABLE`语句）。b)插入至少3条关于学生、课程、教师的数据记录。c)查询选修了“数据库原理”课程（假设课程代码为CS101）的所有学生的学号和姓名（假设学生表与学生姓名关联，课程表与课程名称关联，选课关系表包含学生、课程和成绩）。d)查询每门课程的选课人数和平均成绩。四、论述题（10分）论述在管理信息系统的数据库设计中，为什么遵循数据库规范化理论（至少到3NF）是非常重要的？如果不遵循规范化可能会带来哪些主要的问题？试卷答案一、选择题1.A2.B3.A4.A5.C6.B7.C8.C9.C10.C二、简答题1.第三范式(3NF)要求：关系R中不存在非主属性对主键的传递依赖。即如果属性B依赖于属性A，而A不是主键，并且B不依赖于A的任何真子集，那么B必须从属于A。目的：消除传递依赖，进一步减少数据冗余，避免数据更新异常，使数据结构更简洁、更稳定。遵循3NF的设计能保证各非主属性只依赖于主键，主属性之间相互依赖。2.实体完整性：指关系中的每个元组在主键属性上都必须有唯一的、非空值。主键的值不能重复，也不能为空。保证机制：通常通过在数据库管理系统（DBMS）中为表设置主键约束（PrimaryKeyConstraint）来保证。当尝试插入或修改元组时，DBMS会自动检查主键的唯一性和非空性。3.需求分析阶段任务：主要任务是深入理解待开发管理信息系统的业务需求，明确系统需要管理哪些数据（数据对象）、数据之间存在何种联系（数据结构）、以及用户如何与系统交互（数据操作需求）。通过访谈用户、查阅文档、观察业务流程等方式收集信息，并用适当的方式（如数据字典、用例图等）进行记录和整理，为后续的设计阶段提供基础。4.E-R图基本要素：*实体（Entity）：指现实世界中客观存在并可相互区分的事物，在E-R图中通常用矩形表示。每个实体具有一组属性（Attribute）来描述其特征。*属性（Attribute）：指实体所具有的某种特征或性质，在E-R图中通常用椭圆形表示。属性可以分为主属性（构成实体的唯一标识符的部分）和非主属性（描述实体其他特征）。实体必须具有主属性。*联系（Relationship）：指实体之间的某种关联或相互作用，在E-R图中通常用菱形表示。联系也需要属性来描述。实体间常见的联系类型有一对一（1:1）、一对多（1:N）、多对多（M:N）。三、设计题1.E-R图描述：*实体：*学生（主属性：学号，其他属性：姓名、性别、专业）*课程（主属性：课程号，其他属性：课程名称、学分、授课教师）*教师（主属性：教师工号，其他属性：姓名、职称、研究方向）*联系：*选课（描述学生与课程之间的多对多联系，属性：选课时间、成绩）*联系类型为多对多（M:N）。*教授（描述教师与课程之间的联系，假设一个教师可教多门课，一门课可由多位教师教，联系属性：授课时间、授课地点）*联系类型为一对多（1:N），从教师指向课程。2.关系模式：*学生（学号VARCHAR(10)PK,姓名VARCHAR(50),性别CHAR(2),专业VARCHAR(50)）*课程（课程号VARCHAR(10)PK,课程名称VARCHAR(100),学分INT,授课教师VARCHAR(10)FK引用教师(教师工号)）*教师（教师工号VARCHAR(10)PK,姓名VARCHAR(50),职称VARCHAR(20),研究方向VARCHAR(100)）*选课（学号VARCHAR(10)FK引用学生(学号),课程号VARCHAR(10)FK引用课程(课程号),选课时间DATE,成绩DECIMAL(5,2),PK(学号,课程号)）**(注：教授联系可合并到选课或单独建表，此处为简化合并到选课，主键为(学号,课程号))*3.规范化分析：*学生：满足3NF。主键是学号，其他属性（姓名、性别、专业）均直接依赖于学号。*课程：可能不满足3NF。课程号是主键，授课教师是外键。学分、课程名称属性依赖于课程号（符合2NF），但授课教师属性（代表授课教师信息）可能间接依赖于课程号（例如，不同教师教同名课程，但系部可能相同，系部信息可能存储在教师表中），存在传递依赖，因此不满足3NF。分解：*课程（课程号VARCHAR(10)PK,课程名称VARCHAR(100),学分INT）*授课（课程号VARCHAR(10)FK引用课程(课程号),教师工号VARCHAR(10)FK引用教师(教师工号),授课时间VARCHAR(50),授课地点VARCHAR(50),PK(课程号,教师工号)）*教师：满足3NF。主键是教师工号，其他属性均直接依赖于教师工号。*选课：满足3NF。主键是（学号，课程号），其他属性（选课时间、成绩）均直接依赖于这个复合主键。4.SQL语句：a)`CREATETABLE学生(学号VARCHAR(10)PRIMARYKEY,姓名VARCHAR(50),性别CHAR(2),专业VARCHAR(50));``CREATETABLE课程(课程号VARCHAR(10)PRIMARYKEY,课程名称VARCHAR(100),学分INT,授课教师VARCHAR(10)REFERENCES教师(教师工号));``CREATETABLE教师(教师工号VARCHAR(10)PRIMARYKEY,姓名VARCHAR(50),职称VARCHAR(20),研究方向VARCHAR(100));``CREATETABLE选课(学号VARCHAR(10)REFERENCES学生(学号),课程号VARCHAR(10)REFERENCES课程(课程号),选课时间DATE,成绩DECIMAL(5,2),PRIMARYKEY(学号,课程号));``CREATETABLE授课(课程号VARCHAR(10)REFERENCES课程(课程号),教师工号VARCHAR(10)REFERENCES教师(教师工号),授课时间VARCHAR(50),授课地点VARCHAR(50),PRIMARYKEY(课程号,教师工号));`*(根据分解后的模式)*b)`INSERTINTO学生VALUES('S001','张三','男','计算机科学');``INSERTINTO学生VALUES('S002','李四','女','软件工程');``INSERTINTO课程VALUES('CS101','数据库原理',4,'T001');``INSERTINTO教师VALUES('T001','王五','教授','数据库');`*(补充其他必要记录，如教师T002，课程CS102等)*c)`SELECT学生.学号,学生.姓名FROM学生,选课WHERE选课.课程号='CS101'AND选课.学号=学生.学号;`d)`SELECT课程.课程号,课程.课程名称,COUNT(选课.学号)AS选课人数,AVG(选课.成绩)AS平均成绩FROM课程,选课WHERE课程.课程号=选课.课程号GROUPBY课程.课程号,课程.课程名称;`四、论述题在管理信息系统的数据库设计中遵循数据库规范化理论（至少到3NF）至关重要，主要原因和可能带来的问题如下：重要性：1.减少数据冗余：规范化通过消除不必要的数据重复，节省存储空间。2.避免更新异常：减少冗余导致的数据不一致问题。当数据冗余存在时，对一个数据副本的更新可能导致其他副本未能同步更新，造成数据矛盾。规范化设计使得数据存储集中，更新操作只需在唯一位置进行，保证了数据的一致性。3.保证数据一致性：通过消除传递依赖和冗余，简化了数据维护，使得数据更容易保持一致状态。4.简化数据插入、删除和修改：在非规范化设计中，插入、删除、修改操作可能引发“插入异常”、“删除异常”或“修改异常”。规范化设计可以避免这些问题。5.提高数据查询的清晰度：规范化的关系模式通常更符合逻辑，使得编写复杂查询更为直接和清晰。不遵循规范化可能带来的问题：1.数据冗余和维护困难：大量重复数据占用空间，且任何数据变