数据库基础知识参考试题及答案解析

数据库基础知识参考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于数据库系统的描述中，错误的是（）。A.数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用程序和用户组成B.数据库管理系统（DBMS）是数据库系统的核心C.数据库（DB）是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合D.数据库系统的主要目标是解决数据冗余问题2.在关系模型中，下列关于“关系”的描述，正确的是（）。A.关系中的行称为属性，列称为元组B.关系的任意两个元组不能完全相同C.关系的属性顺序不可调换D.关系可以有重复的候选键3.以下SQL语句中，属于数据定义语言（DDL）的是（）。A.SELECT*FROMstudentB.UPDATEstudentSETage=20WHEREid=1C.CREATETABLEcourse(cidINTPRIMARYKEY,cnameVARCHAR(50))D.INSERTINTOstudentVALUES(1,'张三',20)4.若关系R的主码为A，关系S的主码为B，且S中存在属性A作为外码参照R的主码A，则下列描述中错误的是（）。A.R称为被参照关系，S称为参照关系B.S中A的取值必须是R中A已存在的值或空值（若允许）C.外码必须与主码同名D.外码的作用是保证数据的参照完整性5.事务的ACID特性中，“隔离性”指的是（）。A.事务一旦提交，其对数据库的修改是永久的B.事务的所有操作要么全部完成，要么全部不完成C.事务执行过程中不受其他事务的干扰D.事务操作前和操作后，数据库始终处于一致性状态6.关于索引的描述，错误的是（）。A.索引可以提高查询效率，但会降低插入、更新操作的效率B.主键会自动创建唯一索引C.聚集索引决定了表中数据的物理存储顺序D.一个表可以创建多个聚集索引7.关系模式R（A,B,C,D），函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R最高满足（）。A.第一范式（1NF）B.第二范式（2NF）C.第三范式（3NF）D.BC范式（BCNF）8.下列不属于数据完整性约束的是（）。A.实体完整性B.域完整性C.并发完整性D.参照完整性9.在ER图中，用来表示实体之间联系的图形是（）。A.矩形B.椭圆形C.菱形D.直线10.数据库恢复的基础是（）。A.数据转储B.日志文件C.数据加密D.并发控制二、填空题（每题2分，共20分）1.数据库管理系统的英文缩写是__________。2.关系模型中，关系的三种基本运算包括选择、投影和__________。3.SQL中，用于修改表结构的命令是__________。4.事务的ACID特性包括原子性、一致性、隔离性和__________。5.B树索引属于__________（填“聚集索引”或“非聚集索引”）的一种实现方式。6.第三范式（3NF）要求关系模式中不存在非主属性对码的__________依赖。7.触发器是一种特殊的存储过程，它会在__________、更新或删除操作时自动执行。8.数据冗余的主要原因是数据库设计中未严格遵循__________理论。9.ER图中，菱形框表示__________，椭圆形框表示__________。10.数据库恢复的关键是利用__________和日志文件重建数据库。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系模型的三要素及其含义。2.说明主键与外键的区别与联系。3.事务的隔离级别有哪些？分别描述其特点。4.索引的优缺点是什么？何时适合创建索引？5.简述BCNF与第三范式（3NF）的区别。四、设计题（15分）某高校需设计学生选课管理数据库，需求如下：学生信息：学号（唯一）、姓名、性别、入学时间；课程信息：课程号（唯一）、课程名、学分；选课关系：每个学生可选多门课程，每门课程可被多个学生选，需记录选课时间和成绩；教师信息：教师号（唯一）、姓名、职称，每门课程由一名教师授课。要求：（1）绘制该系统的ER图（需标注实体、属性及联系类型）；（2）将ER图转换为关系模式，并标注主码和外码；（3）判断转换后的关系模式是否满足第三范式（3NF），并说明理由。五、应用题（15分）基于以下数据库表结构，完成相应SQL操作：学生表（Student）：Sno（学号，CHAR(8)，主码），Sname（姓名，VARCHAR(20)），Sage（年龄，INT），Sdept（所在系，VARCHAR(10)）；课程表（Course）：Cno（课程号，CHAR(4)，主码），Cname（课程名，VARCHAR(30)），Credit（学分，INT）；选课表（SC）：Sno（学号，CHAR(8)），Cno（课程号，CHAR(4)），Grade（成绩，INT），主码（Sno,Cno），外码Sno参照Student.Sno，外码Cno参照Course.Cno。（1）创建Student表，要求Sdept默认值为“计算机系”；（2）插入一条学生记录：学号“20230001”，姓名“李华”，年龄20，所在系“数学系”；（3）查询“计算机系”年龄大于20岁的学生姓名和年龄；（4）查询每门课程的平均成绩，结果按平均成绩降序排列；（5）为SC表的Grade字段创建非聚集索引Idx_Grade；（6）将“20230001”学生的“C001”课程成绩修改为85分；（7）删除“数学系”中年龄小于18岁的学生记录（需考虑级联删除或手动处理外键约束）。答案及解析一、单项选择题1.答案：D解析：数据库系统的主要目标是实现数据的共享、减少数据冗余、提高数据独立性，而非“解决数据冗余问题”（完全消除冗余不现实）。2.答案：B解析：关系的性质包括元组唯一性（无重复元组）、属性无序性、元组无序性等。A选项中行是元组，列是属性；C选项属性顺序可调整；D选项候选键唯一。3.答案：C解析：DDL用于定义数据库对象（如表、索引），包括CREATE、ALTER、DROP等；A是DQL（查询），B和D是DML（数据操作）。4.答案：C解析：外码与主码可以不同名，只需数据类型和语义一致即可。其他选项均正确。5.答案：C解析：隔离性（Isolation）指事务执行时互不干扰，一致性（Consistency）指事务前后状态一致，原子性（Atomicity）指操作不可分割，持久性（Durability）指提交后永久保存。6.答案：D解析：一个表只能有一个聚集索引（决定物理存储顺序），非聚集索引可以有多个。7.答案：B解析：R的码是A（A→B→C→D，A能决定所有属性）。非主属性B、C、D中，B部分依赖于A（直接依赖），C和D传递依赖于A（通过B），因此不满足3NF（3NF要求消除传递依赖），但满足2NF（消除部分依赖）。8.答案：C解析：数据完整性包括实体（主码）、参照（外码）、域（属性值范围）完整性，并发完整性是并发控制的目标，非约束类型。9.答案：C解析：ER图中，矩形表示实体，椭圆表示属性，菱形表示联系，直线连接实体与属性或联系与实体。10.答案：B解析：日志文件记录了事务的所有操作，是恢复的基础；数据转储是辅助手段。二、填空题1.DBMS（DatabaseManagementSystem）2.连接（或自然连接）3.ALTERTABLE4.持久性（Durability）5.非聚集索引（B树索引不改变数据物理顺序）6.传递7.插入（或INSERT）8.关系规范化（或范式）9.联系；属性10.数据转储（或备份）三、简答题1.关系模型的三要素包括数据结构、数据操作和数据完整性约束。数据结构：用二维表（关系）表示实体及实体间联系，是关系模型的核心。数据操作：包括查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改），基于关系代数或关系演算。数据完整性约束：保证数据的正确性和一致性，包括实体完整性（主码非空唯一）、参照完整性（外码匹配主码）、域完整性（属性值符合特定约束）。2.区别：主键是唯一标识元组的属性或属性组，保证实体完整性；外码是另一关系的主键，用于建立表间联系，保证参照完整性。主键在本表中唯一且非空；外码在本表中可空（若允许）或匹配被参照表的主键值。联系：外码的取值必须来自被参照表的主键值（或空值），二者共同实现表间数据的逻辑关联。3.事务的隔离级别由低到高包括：读未提交（ReadUncommitted）：允许读取其他事务未提交的修改，可能产生脏读。读已提交（ReadCommitted）：只能读取已提交的修改，避免脏读，但可能产生不可重复读（同一事务两次读取结果不同）。可重复读（RepeatableRead）：同一事务多次读取同一数据结果一致，避免不可重复读，但可能产生幻读（新插入数据未被感知）。串行化（Serializable）：事务串行执行，避免所有并发问题（脏读、不可重复读、幻读），但性能最低。4.优点：加速查询（减少全表扫描）、提高排序和分组效率；缺点：增加存储开销、降低插入/更新/删除效率（需维护索引）、可能影响事务性能。适合创建索引的场景：经常被查询的字段（如WHERE、JOIN条件）；取值范围大且重复少的字段（如学号、身份证号）；经常用于排序或分组的字段（如ORDERBY、GROUPBY）。5.BCNF是3NF的改进，区别在于：3NF要求消除非主属性对码的传递依赖，但允许主属性对码的部分或传递依赖；BCNF要求所有决定因素（即函数依赖的左部）都必须包含码，消除所有属性（包括主属性）对码的部分和传递依赖。例如，关系R（A,B,C），函数依赖A→B，B→A，B→C，3NF满足（C非主属性，不传递依赖），但B→C中决定因素B不是码（码是A或B），因此不满足BCNF。四、设计题（1）ER图绘制要点：实体：学生（学号、姓名、性别、入学时间）、课程（课程号、课程名、学分）、教师（教师号、姓名、职称）；联系：学生与课程是多对多（M:N）联系“选课”（属性：选课时间、成绩）；课程与教师是一对多（1:M）联系“授课”（一门课由一名教师授，一名教师可授多门课）。（2）关系模式转换：学生（学号，姓名，性别，入学时间）主码：学号课程（课程号，课程名，学分，教师号）主码：课程号；外码：教师号（参照教师.教师号）教师（教师号，姓名，职称）主码：教师号选课（学号，课程号，选课时间，成绩）主码：（学号，课程号）；外码：学号（参照学生.学号），课程号（参照课程.课程号）（3）范式分析：所有关系模式均满足3NF。学生表：主码是学号，非主属性（姓名、性别、入学时间）完全依赖于学号，无传递依赖；课程表：主码是课程号，非主属性（课程名、学分、教师号）完全依赖于课程号，无传递依赖（教师号是外码，依赖于教师表的主码，但课程表内部无传递依赖）；教师表：主码是教师号，非主属性完全依赖于教师号；选课表：主码是（学号，课程号），非主属性（选课时间、成绩）完全依赖于主码，无传递依赖。五、应用题（1）创建Student表：```sqlCREATETABLEStudent(SnoCHAR(8)PRIMARYKEY,SnameVARCHAR(20)NOTNULL,SageINT,SdeptVARCHAR(10)DEFAULT'计算机系');```（2）插入学生记录：```sqlINSERTINTOStudent(Sno,Sname,Sage,Sdept)VALUES('20230001','李华',20,'数学系');```（3）查询计算机系年龄>20岁的学生：```sqlSELECTSname,SageFROMStudentWHERESdept='计算机系'ANDSage>20;```（4）查询每门课程的平均成绩（降序）：```sqlSELECTCno,AVG(Grade)AS平均成绩FROMSCGROUPBYCnoORDERBY平均成绩DESC;```（5）创建非聚集索引：```sqlCREATEINDEXIdx_GradeONSC(Grade);```（6）修改成绩：``