(2025年)(完整版)数据库系统概论期末试题及答案(重点知识)

(2025年)(完整版)数据库系统概论期末试题及答案(重点知识)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下不属于数据库系统三级模式结构的是（）。A.外模式B.内模式C.概念模式D.逻辑模式答案：D2.关系数据库中，实现实体完整性的约束通常通过（）。A.主键B.外键C.检查约束D.默认值答案：A3.事务的ACID特性中，“I”指的是（）。A.原子性（Atomicity）B.一致性（Consistency）C.隔离性（Isolation）D.持久性（Durability）答案：C4.若关系R和S的属性集分别为{A,B}和{B,C}，则R与S的自然连接结果的属性集是（）。A.{A,B,C}B.{A,B,B,C}C.{A,C}D.{B}答案：A5.以下关于B+树索引的描述，错误的是（）。A.所有叶子节点形成有序链表B.非叶子节点仅存储索引键和子节点指针C.适合范围查询D.比B树更节省存储空间答案：D（B+树非叶子节点不存储数据，比B树更节省上层空间，但整体存储量可能因叶子节点链表而增加）6.关系模式R(A,B,C,D)，函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R的最高范式是（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF答案：B（存在传递依赖A→C，A→D，未达到3NF）7.SQL中，用于限制分组查询结果的子句是（）。A.WHEREB.HAVINGC.GROUPBYD.ORDERBY答案：B8.数据库恢复的基础是（）。A.数据转储B.日志文件C.数据转储和日志文件D.事务回滚答案：C9.以下不属于数据模型三要素的是（）。A.数据结构B.数据操作C.数据约束D.数据定义答案：D10.若事务T1对数据A加了共享锁（S锁），则其他事务对A（）。A.只能加S锁B.只能加X锁C.不能加任何锁D.可加S锁或X锁答案：A（共享锁兼容S锁，不兼容X锁）11.在ER模型中，“学生”实体与“课程”实体之间的“选课”联系属于（）。A.1:1B.1:nC.n:mD.无联系答案：C12.以下关于视图的描述，正确的是（）。A.视图是物理存在的表B.视图可以提高数据安全性C.视图不能被更新D.视图只能基于单表创建答案：B13.数据库设计的需求分析阶段，主要任务是（）。A.建立ER模型B.确定数据存储结构C.收集和分析用户需求D.编写SQL脚本答案：C14.关系代数中，投影操作（π）的作用是（）。A.选择满足条件的元组B.合并两个关系的元组C.选取指定的属性列D.计算新的属性列答案：C15.以下不属于数据库安全性控制措施的是（）。A.用户身份认证B.视图机制C.数据加密D.并发控制答案：D（并发控制属于一致性控制）二、填空题（每空1分，共20分）1.数据库管理系统（DBMS）的主要功能包括数据定义、数据操纵、数据库运行管理、______和______。答案：数据组织与存储、数据库建立与维护2.关系模型中，候选键是指______，主键是从候选键中选定的______。答案：能唯一标识元组的最小属性集；一个3.事务的隔离级别从低到高依次为：读未提交、______、可重复读、______。答案：读已提交；串行化4.SQL中，修改表结构的命令是______，删除表的命令是______。答案：ALTERTABLE；DROPTABLE5.ER图的三个基本元素是______、______和______。答案：实体；属性；联系6.关系数据库的规范化理论中，消除非主属性对候选键的部分函数依赖的是______范式；消除非主属性对候选键的传递函数依赖的是______范式。答案：2NF；3NF7.数据库恢复的基本技术包括______和______，其中______用于记录事务对数据的修改操作。答案：数据转储；日志文件；日志文件8.B+树索引的叶子节点存储______，非叶子节点存储______。答案：数据记录的指针或实际数据；索引键和子节点指针9.数据库并发操作可能导致的问题包括丢失修改、______和______。答案：不可重复读；读脏数据10.数据模型按应用层次可分为______、逻辑模型和______。答案：概念模型；物理模型三、简答题（每题6分，共30分）1.简述关系代数中自然连接（NaturalJoin）与等值连接（EquiJoin）的区别。答案：自然连接是一种特殊的等值连接，要求两个关系中进行比较的属性列必须是相同的属性名，并且在结果中会自动去除重复的属性列；而等值连接不要求属性名相同，仅需值相等，结果中保留所有参与比较的属性列（包括重复列）。例如，关系R(A,B)和S(B,C)的自然连接结果属性为(A,B,C)，而等值连接R.B=S.B的结果属性为(A,R.B,S.B,C)。2.什么是数据库的完整性？DBMS通常提供哪些完整性约束？答案：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性，即数据符合现实世界的语义要求，且在数据库中保持一致。DBMS提供的完整性约束包括：（1）实体完整性（主键非空且唯一）；（2）参照完整性（外键值必须是被参照关系主键的有效值或为空）；（3）用户定义的完整性（根据具体应用定义的约束，如字段类型、取值范围、非空等）。3.简述事务的ACID特性及其含义。答案：ACID是事务的四个基本特性：原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部执行，要么全部不执行。一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态。隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应被其他事务干扰，仿佛独立执行。持久性（Durability）：事务提交后，其对数据库的修改将永久保存，即使系统故障也不丢失。4.索引的作用是什么？简述聚集索引与非聚集索引的区别。答案：索引的作用是提高数据库查询效率，通过建立属性值与记录物理位置的映射，减少全表扫描的开销。聚集索引：数据行的物理顺序与索引键的顺序一致，一个表只能有一个聚集索引（通常是主键）。非聚集索引：数据行的物理顺序与索引键的顺序无关，索引中存储索引键值和对应的行指针（或聚集索引键），一个表可以有多个非聚集索引。5.简述数据库设计的主要阶段及其任务。答案：数据库设计分为以下阶段：（1）需求分析：收集用户需求，确定数据范围和处理要求，形成需求规格说明书。（2）概念结构设计：通过ER模型描述数据的概念结构，独立于具体DBMS。（3）逻辑结构设计：将ER模型转换为特定DBMS支持的关系模式，并进行规范化优化。（4）物理结构设计：确定数据库的存储结构（如索引、分区）和存取方法。（5）数据库实施：编写SQL脚本，加载数据，测试系统。（6）数据库运行与维护：监控性能，进行备份恢复、安全性维护等。四、设计题（每题10分，共20分）1.某高校科研项目管理系统需求如下：项目（项目编号，名称，类别，预算，开始时间，结束时间）成员（工号，姓名，职称）设备（设备编号，名称，型号，购买时间）一个项目由多个成员参与，每个成员可参与多个项目，参与时需记录角色（如负责人、成员）和参与时间；一个项目可使用多台设备，一台设备可被多个项目使用，需记录使用起始时间和结束时间。要求：（1）绘制该系统的ER图（需标注实体、属性、联系及联系类型）；（2）将ER图转换为关系模式（需注明主键和外键）。答案：（1）ER图描述：实体：项目（项目编号，名称，类别，预算，开始时间，结束时间）；成员（工号，姓名，职称）；设备（设备编号，名称，型号，购买时间）。联系：“参与”（项目-成员），多对多（n:m），属性：角色、参与时间；“使用”（项目-设备），多对多（n:m），属性：使用起始时间、结束时间。（2）关系模式：项目（项目编号，名称，类别，预算，开始时间，结束时间）主键：项目编号成员（工号，姓名，职称）主键：工号设备（设备编号，名称，型号，购买时间）主键：设备编号参与（项目编号，工号，角色，参与时间）主键：（项目编号，工号），外键：项目编号→项目.项目编号，工号→成员.工号使用（项目编号，设备编号，使用起始时间，结束时间）主键：（项目编号，设备编号，使用起始时间），外键：项目编号→项目.项目编号，设备编号→设备.设备编号2.给定关系模式R(A,B,C,D,E)，函数依赖集F={A→BC,CD→E,B→D,E→A}。（1）找出R的所有候选键；（2）判断R是否属于3NF，若不属于，分解为3NF模式集。答案：（1）候选键推导：计算A的闭包：A+=A,B,C,D,E（由A→BC，B→D得A→D；A→BCDE，E→A，故A+=ABCDE）。计算E的闭包：E+=E,A,B,C,D（E→A，A→BC，B→D，故E+=ABCDE）。其他属性组合（如B、C、D）的闭包无法覆盖所有属性，因此候选键为A和E。（2）判断3NF：检查是否存在非主属性对候选键的传递依赖：候选键是A和E，主属性为A、E，非主属性为B、C、D。函数依赖B→D中，B不是候选键（B的闭包是B,D，无法决定所有属性），D是非主属性，因此存在非主属性D对候选键A的传递依赖（A→B，B→D）。同理，A→BC中，B、C是主属性吗？不，主属性是A、E，B、C是非主属性吗？不，主属性是候选键中的属性，候选键是A和E，因此B、C、D均为非主属性。因此，R不满足3NF。分解为3NF：分解B→D：得到R1(B,D)（主键B），剩余属性A,C,E及依赖A→BC,CD→E,E→A。分解A→BC：得到R2(A,B,C)（主键A），剩余属性D,E及依赖CD→E,E→A（注意A在R2中）。分解CD→E：CD中的C在R2中，D在R1中，需关联。引入R3(C,D,E)（主键C,D），外键C→R2.C，D→R1.D。检查E→A：E在R3中，A在R2中，可通过外键约束。最终3NF模式集：R1(B,D),R2(A,B,C),R3(C,D,E)。五、综合题（共20分）某公司员工管理数据库包含以下表：员工表（EmpID,Ename,Dept,Salary,HireDate）部门表（DeptID,DeptName,ManagerID）其中，EmpID是员工表主键，DeptID是部门表主键；员工表的Dept字段与部门表的DeptID关联；ManagerID是部门表的外键，引用员工表的EmpID。要求用SQL语句完成以下操作：（1）创建部门表，要求ManagerID必须是已存在的员工编号（即满足参照完整性），且DeptName不能为空。（5分）（2）查询2020年1月1日以后入职（HireDate>='2020-01-01'）的员工姓名、部门名称及月薪（Salary），结果按月薪降序排列。（5分）（3）将研发部（DeptName='研发部'）所有员工的月薪增加5%。（5分）（4）统计各部门的员工人数（显示部门名称和人数），要求排除人数为0的部门。（5分）答案：（1）CREATETABLE部门表(DeptIDINTPRIMARYKEY,DeptNameVARCHAR(50)NOTNULL,ManagerIDINT,FOREIGNKEY(ManagerID)REFERENCES员工表(EmpID));（2）SELECTe.Ename,d.DeptName,e.SalaryFROM员工表eJOIN部门表dONe.Dept=d.DeptIDWHEREe.HireDate>='2020-01-01'ORDERBYe.SalaryD