(2025年)全国计算机等级考试(NCRE)四级数据库原理样题及参考答案

(2025年)全国计算机等级考试(NCRE)四级数据库原理样题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某关系模式R(U,F)，其中U={A,B,C,D,E}，F={A→BC,CD→E,B→D,E→A}。则R的候选码是（）A.AB.EC.A和ED.B和C2.在数据库三级模式结构中，外模式/模式映象的作用是（）A.保证数据的物理独立性B.保证数据的逻辑独立性C.定义数据的全局逻辑结构D.定义数据的局部逻辑结构3.事务T1对数据X加S锁后，事务T2请求对X加X锁，此时DBMS应（）A.允许T2加锁，T1继续执行B.拒绝T2加锁，T1释放锁后T2再加锁C.允许T2加锁，T1等待T2释放锁D.拒绝T2加锁，T2等待T1释放锁4.以下关于数据仓库的描述中，错误的是（）A.数据仓库是面向主题的B.数据仓库的数据是易失的C.数据仓库支持决策分析D.数据仓库的数据是集成的5.已知关系R(A,B,C)和S(B,D,E)，执行R⋈S后结果的属性个数是（）A.3B.4C.5D.66.设事务调度S包含操作序列：T1:R(X),T2:W(X),T1:W(X),T2:R(X)，则S的冲突可串行化等价调度是（）A.T1→T2B.T2→T1C.不可串行化D.无法判断7.以下不属于数据库完整性约束的是（）A.实体完整性B.参照完整性C.用户定义完整性D.事务原子性8.若关系模式R∈3NF，则R一定满足（）A.不存在非主属性对码的部分函数依赖B.不存在主属性对码的部分函数依赖C.不存在非主属性对码的传递函数依赖D.不存在主属性对码的传递函数依赖9.在日志文件中，“T1,X,100,200”表示（）A.T1将X从100修改为200B.T1读取X的值为100，写入200C.T1开始执行，X初始值100，最终值200D.T1提交，X的旧值100，新值20010.大数据处理中，MapReduce的核心步骤是（）A.数据清洗与加载B.Map和Reduce函数的设计C.分布式存储与索引D.实时查询与分析二、填空题（每题2分，共10分）1.关系代数中，σ条件(R)表示对关系R进行______操作。2.事务的四个特性中，______保证事务执行的结果要么全部完成，要么全部不完成。3.数据库恢复的基础是______，其作用是记录事务对数据的修改操作。4.数据仓库的维度建模中，事实表存储的是______，维度表存储的是______。5.若关系模式R的所有属性都是主属性，则R至少属于______范式。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数据库设计中概念结构设计的主要任务及常用方法。2.说明两段锁协议（2PL）的内容，并解释其与可串行化调度的关系。3.什么是函数依赖的闭包？如何利用Armstrong公理推导函数依赖闭包？4.对比数据库管理系统（DBMS）与数据仓库管理系统（DWMS）的主要差异。5.描述数据库故障的类型及对应的恢复策略。四、综合题（每题15分，共30分）1.某物流企业需设计订单管理数据库，涉及以下实体及联系：客户（客户ID，姓名，电话）仓库（仓库ID，地址，容量）订单（订单ID，下单时间，总金额）商品（商品ID，名称，单价）联系：一个客户可提交多个订单，一个订单仅由一个客户提交；一个订单包含多个商品，一个商品可被多个订单包含（需记录数量）；一个订单的商品由一个仓库发货，一个仓库可发多个订单的商品。要求：（1）绘制E-R图（需标注实体属性、联系类型及联系属性）；（2）将E-R图转换为关系模式，并指出每个关系的主码和外码。2.已知关系模式R(U,F)，U={A,B,C,D,E}，F={A→BC,B→D,C→E,E→A}。（1）求R的所有候选码；（2）判断R是否属于BCNF，若不属于，分解R为BCNF；（3）分析分解后的模式是否保持函数依赖。参考答案一、单项选择题1.C解析：通过闭包计算，A+={A,B,C,D,E}，E+={E,A,B,C,D}，故A和E均为候选码。2.B解析：外模式/模式映象定义外模式与模式之间的对应关系，保证当模式改变时外模式无需修改（逻辑独立性）。3.D解析：S锁（共享锁）与X锁（排他锁）不兼容，T2需等待T1释放S锁后再加X锁。4.B解析：数据仓库的数据是长期保存的，非易失的。5.C解析：R有3个属性，S有3个属性，自然连接后公共属性B保留，总属性数3+3-1=5。6.C解析：冲突操作T1:R(X)与T2:W(X)，T2:W(X)与T1:W(X)，T1:W(X)与T2:R(X)的顺序无法调整为串行调度，故不可串行化。7.D解析：事务原子性是事务特性，非完整性约束。8.C解析：3NF要求不存在非主属性对码的传递函数依赖（部分依赖已被2NF消除）。9.A解析：日志记录格式为“事务ID，数据项，旧值，新值”，表示事务对数据项的修改。10.B解析：MapReduce的核心是用户自定义Map（映射）和Reduce（归约）函数处理分布式数据。二、填空题1.选择2.原子性3.日志文件（或日志）4.量化的业务事实（或度量值）；描述性属性（或维度属性）5.2NF（第二范式）三、简答题1.概念结构设计的主要任务是将需求分析阶段得到的用户需求抽象为独立于具体DBMS的全局概念模型（如E-R图）。常用方法包括自顶向下（从总体到细节）、自底向上（从局部到整体）、混合策略（结合前两者），其中自底向上最常用，通过设计局部E-R图，再合并为全局E-R图，解决属性冲突、命名冲突和结构冲突。2.两段锁协议要求事务在执行过程中分为两个阶段：第一阶段（扩展阶段）只能申请锁，不能释放锁；第二阶段（收缩阶段）只能释放锁，不能申请锁。两段锁协议是保证可串行化调度的充分条件（非必要条件），即所有遵守2PL的调度都是可串行化的，但存在可串行化调度不满足2PL。3.函数依赖的闭包F+是指由F出发，通过Armstrong公理推导得到的所有函数依赖的集合。Armstrong公理包括：自反律（若Y⊆X⊆U，则X→Y）、增广律（若X→Y，则XZ→YZ）、传递律（若X→Y，Y→Z，则X→Z）。通过反复应用这三条公理，可推导出F+。4.DBMS与DWMS的主要差异：目标：DBMS支持OLTP（联机事务处理），强调实时性和事务一致性；DWMS支持OLAP（联机分析处理），强调复杂查询和决策支持。数据特征：DBMS数据是当前的、细节的、易变的；DWMS数据是历史的、综合的、稳定的。结构设计：DBMS采用规范化设计（如3NF）减少冗余；DWMS采用维度建模（如星型模式）优化查询。操作类型：DBMS以短事务、增删改为主；DWMS以长查询、只读分析为主。5.数据库故障类型及恢复策略：事务内部故障：由应用程序错误引起，通过事务回滚（UNDO）恢复，利用日志撤销未完成事务的修改。系统故障（软故障）：如掉电、OS崩溃，需重做（REDO）已提交但未写入磁盘的事务，撤销未提交的事务。介质故障（硬故障）：如磁盘损坏，需重装数据库备份，再利用日志重做已提交事务。计算机病毒：结合备份和日志恢复，必要时使用杀毒后的数据备份。四、综合题1.（1）E-R图设计：实体：客户（客户ID，姓名，电话）、仓库（仓库ID，地址，容量）、订单（订单ID，下单时间，总金额）、商品（商品ID，名称，单价）。联系：客户与订单：1:n（1个客户→多个订单），联系无额外属性。订单与商品：n:m（多对多），联系命名为“包含”，属性为“数量”。订单与仓库：n:1（多个订单→1个仓库），联系命名为“发货”，无额外属性。（2）关系模式转换：客户（客户ID，姓名，电话）主码：客户ID仓库（仓库ID，地址，容量）主码：仓库ID订单（订单ID，下单时间，总金额，客户ID）主码：订单ID；外码：客户ID（参照客户）商品（商品ID，名称，单价）主码：商品ID包含（订单ID，商品ID，数量）主码：（订单ID，商品ID）；外码：订单ID（参照订单），商品ID（参照商品）发货（订单ID，仓库ID）主码：订单ID；外码：订单ID（参照订单），仓库ID（参照仓库）2.（1）候选码推导：计算各属性闭包：A+：A→BC（F）→B→D（F）→C→E（F）→E→A（F），故A+={A,B,C,D,E}B+：B→D（F），无法推导其他属性，B+={B,D}C+：C→E（F）→E→A（F）→A→BC（F）→B→D（F），故C+={A,B,C,D,E}D+：仅D自身，D+={D}E+：E→A（F）→A→BC（F）→B→D（F）→C→E（F），故E+={A,B,C,D,E}因此候选码为A、C、E。（2）判断BCNF：BCNF要求对于所有非平凡函数依赖X→Y，X是超码。检查F中的函数依赖：A→BC：A是候选码（超码），满足。B→D：B不是超码（B+={B,D}≠U），不满足BCNF。C→E：C是候选码（超码），满足。E→A：E是候选码（超码），满足。因此R不属于BCNF，需分解。分解步骤：选择违反BCNF的函数依赖B→D，分解R为R1(B,D)和R2(U-{D},F2)。R2的属性为{A,B,C,E}，F2={A→BC,C→E,E→A,B→A？}（需检查原F在R2上的投影）。原F中B→D在R2中无影响，但A→BC、C→E、E→A仍存在。此时R2的候选码为A、C、E（因A+={A,B,C,E}，C+={A,B,C,E}，E+={A,B,C,E}）。检查R2中的函数依赖是否均满足BCNF：A→BC：A是超码，满足。C→E：C是超码，满足。E→A：E是超码，满足。